[发明专利]一种核电蒸发器用铁镍铬基耐蚀合金热轧棒材制造方法

说明书

本发明公开一种核电蒸发器用铁镍铬基耐蚀合金热轧棒材的制造方法，通过优化成分配比、热轧加热温度、轧制速度及变形量分配等工艺参数，最终获得组织均匀细小的热轧棒材；通过对固溶处理温度的改进，保证了成品的组织均匀并提升了材料的室温拉伸和高温拉伸性能。本发明技术工艺路线：真空感应炉→保护气氛电渣重熔→500横列式轧机开坯→250横列式轧机成品生产→固溶热处理→理化检验→包装。本发明的有益效果：通过适当控制碳含量，高控铝、钛含量，低控氮元素含量；合理控制轧制工艺，制造出晶粒度组织均匀，性能优异的NS1103合金轧材，用于制造核电蒸发器传热管堵头。

技术领域

本发明属于核电行业用耐蚀合金制造领域，主要涉及一种核电蒸发器用铁镍铬基耐蚀合金热轧棒材制造方法，热轧棒材具体用于制造核电蒸发器传热管堵头，使用温度范围300℃～350℃。

背景技术

根据核电发展规划，我国未来拟建机组均将为三代核电站，我国的第三代核电技术经历了最初的完全进口，到2017年完全自主研发生产的首台百万千瓦级压水堆核电机组—华龙一号正式交付，目前迎来替代进口、走出国门的关键阶段，能否实现核电反应堆堆内关键设备和材料的国产化成为最重要的技术关键。NS1103合金是一种含铬25％、镍35％的奥氏体型Fe-Ni-Cr基耐蚀合金，此合金的韧性极佳，与Incoloy 800合金相近；NS1103合金在335℃含硼水中的一般腐蚀性能良好，近于1Cr18Ni9Ti和Incoloy 800等合金，完全满足压水堆环境对材料耐一般腐蚀性能的要求，在含Cl^-和[O]的高温水中经10000小时也未产生应力腐蚀断裂,可与Inconel 690合金相媲美。以往该合金的主要用途为制造核电蒸发器管材使用，而棒材主要是作为管坯使用，室温屈服强度一般在225.4MPa～245MPa，350℃屈服强度仅为127MPa～156.8MPa。但为满足国内某核电蒸发器堵头的使用需求，在提升棒材的室温拉伸强度和350℃拉伸强度的同时还要满足棒材的加工性能，高性能核电蒸发器传热管堵头用NS1103合金棒材的性能应符合表1指标。

表1

发明内容

本发明公开一种核电蒸发器用铁镍铬基耐蚀合金热轧棒材的制造方法，通过优化成分配比、热轧加热温度、轧制速度及变形量分配等工艺参数，最终获得组织均匀细小的热轧棒材；通过对固溶处理温度的改进，保证了成品的组织均匀并提升了材料的室温拉伸和高温拉伸性能。

本发明技术方案：

工艺路线：

真空感应炉→保护气氛电渣重熔→500横列式轧机开坯→250横列式轧机成品生产→固溶热处理→理化检验→包装。

具体工艺措施：

㈠冶炼

合金采用真空感应+保护气氛电渣冶炼工艺生产，成品化学成分符合表2规定。

表2

㈡轧钢开坯

⑴采用500横列式轧机开坯工艺：

钢锭加热温度：1000℃～1150℃，钢锭加热保温时间：不少于2h，终轧温度：不低于800℃；

开坯总变形比：9.5～18.5。

⑵250横列式轧机轧制成品

坯料加热保温温度1000℃～1150℃，终轧温度不低于900℃，冷却方式：空冷；一火成材，总变形比：5.3～9.2。

㈢固溶处理

⑴合金轧制棒材经950℃～1100℃×15min～180min，水冷或空冷。