[发明专利]基于碳化物组织改性的耐熔盐腐蚀镍钼铬合金加工方法

说明书

本发明公开了基于碳化物组织改性的耐熔盐腐蚀镍钼铬合金加工方法。该方法包括对耐熔盐腐蚀镍钼铬合金铸锭进行开坯锻造的步骤；在开坯锻造前，先对耐熔盐腐蚀镍钼铬合金铸锭进行以下的高温扩散退火处理：先升温至800～900℃并保温至少10小时，然后再升温至1140～1190℃并保温至少20小时，接着升温至1220～1280℃并保温至少40小时，最后随炉冷却至室温；整个升温过程中的升温速率均小于30℃/min。本发明还公开一种耐熔盐腐蚀镍钼铬合金部件。相比现有技术，本发明可有效减少铸锭开坯锻造过程中的表面开裂现象。

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种耐熔盐腐蚀镍钼铬合金加工方法。

背景技术

第四代核反应堆-熔盐堆因其具有固有安全性及高效等优点，成为了未来核电领域的重要发展方向。为了达到熔盐堆所需的耐高温耐熔盐腐蚀的目的，一类特殊镍基高温合金—耐熔盐腐蚀镍钼铬合金被开发出来，其中最具代表性的是美国橡树岭实验室开发的Hastelloy N合金或我国中科院上海应用物理研究所开发的GH3535合金。目前熔盐堆的主要结构件只能采用此类耐熔盐腐蚀镍钼铬合金制作。

此类合金在高温熔盐环境下具有优异的抗腐蚀性和强度特性，然而，由于此类合金具有钼含量高的特点，从而导致该类合金具有加工抗力大、加工硬化严重、易加工开裂等问题。尤其在铸锭开坯锻造过程中的表面开裂现象极大的影响了其成材率，导致制造成本居高不下。因此，亟需一种有效方法以减少该类合金的加工开裂，提高成材率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种可有效减少铸锭开坯锻造过程中的表面开裂现象的耐熔盐腐蚀镍钼铬合金加工方法。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

基于碳化物组织改性的耐熔盐腐蚀镍钼铬合金加工方法，包括对耐熔盐腐蚀镍钼铬合金铸锭进行开坯锻造的步骤；在开坯锻造前，先对耐熔盐腐蚀镍钼铬合金铸锭进行以下的高温扩散退火处理：先升温至800～900℃并保温至少10小时，然后再升温至1140～1190℃并保温至少20小时，接着升温至1220～1280℃并保温至少40小时，最后随炉冷却至室温；整个升温过程中的升温速率均小于30℃/min。

优选地，第一到第三个保温阶段的保温时间t1～t3分别为（10+K1×H）小时、（20+K2×H）小时、（40+K3×H）小时；其中，H为铸锭厚度，单位为mm，K1、K2、K3为取值范围分别在[0.015,0.025]、[0.035,0.045]、[0.050,0.100]的比例系数，单位均为h/mm。

进一步地，在高温扩散退火处理之前先对铸锭进行剥皮处理。

一种耐熔盐腐蚀镍钼铬合金部件，使用以上任一技术方案所述加工方法加工得到。

相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：

本发明通过在合金开坯锻造前增加一次采用优化工艺的高温扩散退火，可有效改善铸锭内部的组织分布、成分分布、碳化物形貌，进而可大幅减少锻造开坯中的开裂现象，从而将锻造开坯的成材率由现有的40%提高到60%以上，具有良好的经济效益。

附图说明

图1为本发明所使用的高温扩散退火工艺曲线；

图2～图4分别为实施例1～实施例3的金相组织对比图。

具体实施方式

针对耐熔盐腐蚀镍钼铬合金锻造开坯中的开裂问题，本发明的解决思路是在锻造开坯前对铸锭进行一次优化的高温扩散退火处理，以有效改善铸锭内部的组织分布、成分分布、碳化物形貌，进而可大幅减少锻造开坯中的开裂现象。