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HastelloyC-276合金锻造工艺

2015-11-25 8:58:15

     镍基合金具有高的塑韧性和耐蚀性,强度较低,因此,在工业领域一般采用镍基合金,以满足实际使用环境对高强度、高硬度、耐腐蚀及良好热强性等综合性能的要求。但镍基合金在锻造较为困难:变形抗力大、锻造温度区间窄、锻造开裂敏感性大等,热加工工艺性能往往较差,HastelloyC-276 就是其中难变形镍基合金的典型代表。
HastelloyC-276 合金主要用于制作耐腐蚀介质的各种容器、管道、阀门、塔、槽等。锻造中具有如下难点:
1、塑性低。
由于合金化程度高,组织多相且相成分复杂,因此锻造工艺塑性低。
2、变形抗力大。
合金成分复杂,再结晶温度高,再结晶速度慢,在锻造温度(1000~1200℃)下具有较高的变形抗力和硬化倾向,其变形抗力是普通结构钢的4 ~7倍。
3、锻造温度范围窄。
与钢相比,合金熔点低,尤其初熔温度低。加热温度过高容易产生过热和过烧;终锻温度过低,则工艺塑性低、变形抗力大,锻件内部容易出现混晶与粗晶组织。。
4、导热性差。
合金主要由面心立方结构(FCC)的γ相组成,1000℃以下时,其热导率为29.3W/(m·K),较碳钢小很多,加热坯料内部容易产生裂纹。
由于以上难点,无包套锻造时报废率高。考虑到此,HastelloyC-276 合金锻造采取包套锻造方法,包套材为2-6mm厚的低碳钢板或不锈钢板。
锻造工艺流程:开始锻造前对工装、模具、锤头以及砧座进行预热。用温度达到350 ~ 450℃的铁块预热30min 以上,可有效减少边角裂纹的出现。HastelloyC-276 合金锻坯加热时应采用低温装炉和较慢的升温速度,保温时间适当延长,以避免由于热应力过大导致锻坯加热时开裂。锻造拔长时最好采用型砧( 半圆或V 型) ,有利于减少锻坯变形的不均匀性。拔长时采用“圆→四方→八方→圆”的拔长方案较为为合理。
开坯锻造时将锻坯勤翻面和勤倒角,可有效减缓边角开裂和表面开裂现象,严格控制在再结晶温度以上的变形,同时控制好锤击的频率,使锻坯有充裕的时间完成动态再结晶。锻造过程中合理分配每火次与每次锤击时的变形量,始锻阶段要轻击,待轻微变形后再重击以实现大变形量锻造,同时要严格控制最后一火的变形量。由铸锭到锻坯经过三火次变形能达到理想的变形效果。
在各种高温包套材质锻造时,不锈钢包套效果最好;不同厚度包套锻造,厚包套效果明显优于薄包套。
采用包套锻造很好地解决了锻造变形难题,有效避免了锻造裂纹缺陷,节约了打磨处理的人工成本;有效保障工期,同时提高材料的成材率。节约的成本减去包套的费用,每吨产生的经济效益在一千元以上,包套锻造工艺可以推广到可锻温度比较窄和难变形的多种金属及合金。(成王摘编自《锻造与冲压》2015.19)




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