[发明专利]一种可应用于先进超超临界机组的铁镍基合金无缝管材的制造方法

说明书

本发明公开了一种可应用于先进超超临界机组的铁镍基合金无缝管材的制造方法，依次包括如下工序：合金冶炼、管坯制备、热穿孔、精轧减径、冷却和热处理；其中，合金冶炼工序采用真空熔炼+真空自耗熔炼制备合金锭；管坯制备工序采用锻造的方法将冶炼得到的真空自耗合金锭锻制成管坯；然后采用热轧方法，应用轧管机组及其辅助装备，实现热穿孔+精轧减径。热处理采用固溶处理+时效处理组合进行。本发明的制造方法可应用于蒸汽温度650℃及以上先进超超临界机组主蒸汽管道及集箱用大口径无缝合金管的制造，制备的无缝管材耐高温性能达到650℃以上，符合650℃及以上超出超超临界发电机组候选材料的要求。

技术领域

本发明属于耐热合金管材制造领域，涉及一种可应用于蒸汽温度在650℃及以上先进超超临界机组的铁镍基合金大口径厚壁无缝管材的制造方法。

背景技术

我国的经济在高速发展，对电力的需求越来越大。但是，随着经济发展和国内、国际形势的紧迫要求，节能与环保已成为现代经济发展的主题。基于我国自然资源与能源结构的特点，在未来相当长一段时间内，以燃煤发电机组为主力的火力发电仍将是中国电力结构的主体。火力燃煤机组的运行参数越高，机组的热效率就越高，煤耗就越低，有害气体(物质)的排放就越少，对节约能源就越有利。因此，发展高蒸汽参数(温度和压力)锅炉是提高火力发电机组发电效率的最有效途径。

在提高蒸汽参数来提升火电机组的热效率方面，我国已经走在了世界前列。然而，制约火电机组向更高参数发展的主要“瓶颈”是更高等级的耐热材料。其中，大口径锅炉管(道)和集箱用大口径管是“瓶颈中的瓶颈”。能否开发出具有上述工况下的大口径管材，是650℃及以上先进超超临界燃煤发电装备的关键制造技术之一。

目前，先进超超临界高参数机组是世界火力发电研发领域研究的主要方向和热点。欧、美和日本等开发出高蒸汽参数(压力P≥35MPa、温度T≥650℃)的先进超超临界小型(试验)机组，其热效率已达50％以上。世界范围内的650℃及以上先进超超临界机组管道、集箱等部件的候选材料有Inconel 617、Inconel 740、Sanicro 25和国内的GH984等，但还都不成熟。

对于应用于650℃及以上先进超超临界机组的大口径无缝合金管生产，一般采用热挤压的方式制造。但是，这种方法生产效率低、成材率低、后期精整成本高。近年来，大冶特钢进行了可应用于650℃及以上先进超超临界机组铁镍基合金大口径厚壁无缝高合金管材的开发试制，结合长期大口径厚壁无缝钢管的生产经验积累，形成了650℃以上参数超超临界机组用大口径厚壁管材(铁镍基合金管材)的生产制造经验与工艺创新。

发明内容

针对现有技术中采用大型挤压设备生产上述材料时生产效率低、成材率低等的问题，本发明提供了一种可应用于先进超超临界机组的铁镍基合金大口径厚壁无缝管材的制造方法，可以满足其在蒸汽温度650℃及以上先进超超临界机组主蒸汽管道和集箱等部件上的应用。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种可应用于先进超超临界机组的铁镍基合金无缝管材的制造方法，依次包括如下工序：合金冶炼、管坯制备、热穿孔、精轧减径、冷却和热处理；

其中，所述合金冶炼工序采用真空熔炼和真空自耗熔炼组合制备合金锭；所述管坯制备工序采用锻造的方法将冶炼得到的真空自耗合金锭锻制成管坯；然后采用热轧方法，应用热轧管机组及其辅助装备，实现热穿孔以及精轧减径，控制所述合金无缝管材的尺寸。

上述制造方法中，作为一种优选实施方式，按质量百分比，所述铁镍基合金无缝管材的化学成分包括：C 0.02％～0.10％、Si≤0.10％、Cr 12.00％～18.00％、Mo 0.50％～1.00％，Co 1.00％～2.00％，Ti 2.00％～2.50％，Al 1.00％～1.60％，W 0.10％～0.80％，B 0.002％～0.008％，Fe 40.00％～45.00％，余量为Ni。