[发明专利]高强度奥氏体镍-铁-铬合金与奥氏体不锈钢复合板封头的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度奥氏体镍-铁-铬合金(N08810系列)+奥氏体不锈钢（如S31608牌号）复合板封头的制作，尤其是封头的制作工艺。      

背景技术

高强度奥氏体镍-铁-铬合金（典型的如N08810牌号）是一种固溶态高强度、抗高温氧化及抗高温渗碳的镍-铁-铬合金，合金的镍含量为30.%~35.0%，因而能耐氯化物的应力腐蚀开裂，并对σ相的析出不敏感。该合金具有优良的耐均匀腐蚀性能，在固溶处理状态下，N08810合金具有优良的抗蠕变和应力开裂的能力。N08810材料比不锈钢和其他有色材质对于强酸、强碱等强腐蚀性介质有更好的耐蚀性，且具有更高的使用温度。 最近几年此材料大量的应用于多晶硅行业冷氢化工段的生产设备中，特别是冷氢化反应器清一色的选择N08810纯材制造。 由于此材料的镍、铬含量较高，因此材料的价格也相对偏高，在满足现有生产工况的条件下可以尝试选择N08810+S31608（奥氏体不锈钢）复合板的方式进行制造冷氢化反应器可以大幅度的降低投资成本。但设备由原先单一N08810纯材改变为N08810+S31608复合板制造工序相对复杂，制造难度也会增大很多。封头是设备零部件中制造变形量相对较大的部件，往往制造难度也是最大。N08810+S31608封头的制作过程中，最常见的是在复合板封头内部r弧处复层N08810板材表面容易出现大量毛细裂纹。对于较浅的毛细裂纹可以抛光打磨去除，但对于较深的裂纹只能被动的将N08810复层打磨去除，再用堆焊的方式进行填充，返修方式十分复杂。               

发明内容

本发明目的是：为解决高强度奥氏体镍-铁-铬合金N08810+S31608复合板封头在制作过程中内R弧部分容易产生大量毛细裂纹的问题，本发明提供了一种高强度奥氏体镍-铁-铬合金与奥氏体不锈钢复合板封头的制作方法，典型的如N08810+S31608系列封头的制作方案。

本发明技术方案是：高强度奥氏体镍-铁-铬合金与奥氏体不锈钢复合板封头的制作方法，采用复合板封头压前进行放射状精抛光处理，中温热成型，热成型后再次进行固溶处理的工艺。压制过程具备的工艺条件：空炉升温到1000±75℃，封头圆板入炉，保证封头圆板入炉温度≥800℃，入炉后随炉加热到1100℃±15℃，保温一定时间（2～4h）后出炉趁热压制，趁热压制次数≥2次，压制过程中随时测量封头温度，当温度低于850℃时重新入炉加热，终压温度不得低于850℃。压制前必须清理模具表面，并对封头的模具进行适当的预热，预热温度150±30℃左右为宜。压制后的固溶工艺条件：空炉升温到1000℃，封头与封头防变型工装固定后入炉，保证封头入炉温度≥800℃，入炉后随炉加热到固溶温度1100℃±15℃（注：复层N08810材料的固溶温度为1150℃，基层S31608的固溶温度为1050℃，为保证复合板基层、复层的整体性能，所以固溶温度取二者的中间值1100℃），保温一定时间（2~4h）后出炉迅速水冷。固溶处理是封头压制后采用热处理的方式恢复复合板基复层材料原有的晶间组织结构以恢复其原有的机械性能和化学性能。热处理前复合板封头板表面必须清理干净，且PT、RT、UT检测合格。固溶处理采用密封性能较好的电、或燃气热处理炉中进行，炉内任何两点的温差不得≥10℃，固溶处理用的水槽与热处理炉距离要近；根据复合板封头板的总厚度及规格的不同确定固溶过程中保温时间的长短，封头出炉后迅速采用水冷。

本发明的有益效果是：复合板封头采用多次加热多次压制，及封头压制后封头在防变型工装适当约束状态下进行固溶处理的制作工艺，完全解决了复合板封头内部r弧处复层N08810板材表面容易出现大量毛细裂纹的问题，而且其它机械性能、化学性能均不受影响。封头成型后固溶处理是为了使基复层材料中各种相充分溶解，强化固溶体，改善板材的塑性、韧性及抗腐蚀性能，消除应力与软化材质，以便进行后续加工步奏。而且对复合板的复合部位影响小。

附图说明

图1是高强度奥氏体镍-铁-铬合金N08810+奥氏体不锈钢S31608复合板封头热处理温度——时间曲线（固溶处理的热处理工艺）。

具体实施方式