一种提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法

1.本发明属于合金管材加工技术领域，具体涉及一种提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法。


背景技术：

2.825镍基合金是一种钛稳定化的固溶强化型全奥氏体ni-fe-cr基合金，既属于耐高温合金也属于耐蚀合金。由于825镍基合金无缝管长期服役在高温、高压的恶劣工况下，对管材化学成分、显微组织、力学性能、抗腐蚀性能、表面质量等提出了很高的要求，所以该合金的管材加工成形及热处理工艺是其生产和应用中的一个重要环节。
3.825镍基合金管通常采用热挤压方式生产出荒管，然后经过多道次冷轧、中间高温退火和固溶处理生产出成品管。在生产过程中，冷加工和热处理工艺不合理，会在晶间处析出富铬相
，
使825镍基合金的晶间腐蚀敏感性大大增加，从而影响825镍基合金的使用性能，尤其是耐晶间腐蚀性能。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供了一种提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法。
5.本发明提高825镍基合金无缝管耐腐蚀性能的方法，包括以下步骤：
6.(1)选取热轧穿孔后的825镍基合金无缝管作为研究对象，钢管规格为φ79mm
×
10mm。
7.(2)在lg-60冷轧机上进行两道次冷轧。第一次冷轧变形量为70％以上，轧制速度为2.5m/min；对冷轧后钢管高温退火处理，在1050℃～1120℃保温20min～40min，水冷。
8.(3)对退火后钢管水冷、酸洗再进行第二次冷轧，变形量为39％，轧制速度为3m/min，对冷轧后的钢管进行固溶处理，即在固溶加热炉中940℃～980℃保温10min～20min，水冷。
9.(4)从成品管切割下一段圆环试样，采用洛氏硬度计进行硬度测试分析；
10.(5)从成品管上截取力学试样，采用多功能拉伸试验机进行力学性能测试分析。
11.(6)在成品管切割下一段圆环试样进行敏化处理，在750℃保温2h，对敏化处理后的圆环试样采用10％草酸溶液电解晶间腐蚀测试。
12.(7)最终成品进行测试分析的具体方法如下：
13.1)采用光学金相显微镜观察截面显微组织，并测算出晶粒度等级；
14.2)采用洛氏硬度计进行硬度测试；
15.3)采用多功能拉伸试验机进行相关力学性能测试分析；
16.4)采用10％的草酸溶液在电流为1a/cm2下腐蚀90s，观察晶间腐蚀情况。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明通过优化825镍基合金的生产工艺，从冷轧变形量、退火工艺和固溶处理三
个方面协同优化。通过优化冷轧变形量及退火工艺参数，得到钛元素充分溶解的中间管均匀组织，给成品管提供了良好的组织准备，最后通过降低固溶温度和控制保温时间，使冷轧变形的晶粒均匀细化，同时在固溶处理中会形成tic，固定合金中的碳元素，避免形成大量的cr
23
c6，减缓晶间腐蚀的产生，提高产品的耐腐蚀性能。
附图说明
19.图1是825镍基合金经过71％变形后在1050℃保温20min高温退火后的显微组织图(实施例1)；
20.图2是825镍基合金经过71％变形后在1100℃保温40min高温退火后的显微组织图(实施例2)；
21.图3是825镍基合金经过71％变形后在1100℃保温20min高温退火后的显微组织图(实施例3)；
22.图4是825镍基合金经过71％变形后在1120℃保温20min高温退火后的显微组织图(实施例6)；
23.图5是825镍基合金经过50％变形，1100℃保温20min高温退火，再次冷轧后经过940℃保温10min固溶处理后的显微组织图(对比实施例1)；
24.图6是825镍基合金经过71％变形，1100℃保温20min高温退火，再次冷轧后经过940℃保温10min固溶处理后的显微组织图(实施例3)；
25.图7是825镍基合金经过71％变形，1100℃保温20min高温退火，再次冷轧后经过940℃保温20min固溶处理后的显微组织图(实施例4)；
26.图8是825镍基合金经过71％变形，1100℃保温20min高温退火，再次冷轧后经过980℃保温10min固溶处理后的显微组织图(实施例5)；
27.图9是825镍基合金经过50％变形，1050℃保温20min高温退火，再次冷轧后经过940℃保温10min固溶处理的成品，在750℃2h敏化处理后用10％草酸溶液电解晶间腐蚀显微组织图(对比实施例1)；
28.图10是825镍基合金经过71％变形，经过940℃保温10min固溶处理的成品，在750℃下2h敏化处理后用10％草酸溶液电解晶间腐蚀显微组织图(对比实施例2)。
29.图11是825镍基合金经过71％变形，1100℃保温20min高温退火，再次冷轧后经过980℃保温20min固溶处理的成品，在750℃下2h敏化处理后用10％草酸溶液电解晶间腐蚀显微组织图(实施例4)；
30.图12是825镍基合金经过71％变形，1100℃保温20min高温退火，再经过940℃保温10min固溶处理的成品，在750℃下2h敏化处理后用10％草酸溶液电解晶间腐蚀显微组织图(实施例3)。
具体实施方式
31.下面结合实施例对本发明做进一步描述，但不限于此。
32.实施例1
33.(1)选取热轧后825镍基合金无缝管作为研究对象，钢管规格为φ79mm
×
10mm；
34.(2)对钢管进行第一次冷轧，轧制速度为2.5m/min，轧后钢管规格为φ45mm
×
5mm，
冷轧变形量为71％。对冷轧后钢管进行高温退火，退火工艺为1050℃保温20min，水冷。
35.(3)对钢管进行第二次冷轧，轧制速度为3m/min，轧后钢管规格为φ38mm
×
3.5mm，冷轧变形量为39％，对冷轧后钢管进行固溶处理，940℃保温10min。
36.(4)从成品管切割下一段圆环试样，采用洛氏硬度计进行硬度测试分析；
37.(5)从成品管上截取力学试样，采用多功能拉伸试验机进行力学性能测试分析。
38.(6)将切割下的试样打磨成镜面，采用10％的草酸溶液在电流为1a/cm2下腐蚀90s，通过金相显微镜观察晶间腐蚀情况。
39.实施例2
40.将实施例1步骤(2)中退火工艺改为在1100℃下保温40min，水冷。其他同实施例1。
41.实施例3
42.将实施例1步骤(2)中退火工艺改为在1100℃下保温20min，水冷。其他同实施例1。
43.实施例4
44.将实施例1步骤(2)中退火工艺改为在1100℃下保温20min，水冷；步骤(3)中固溶工艺改为在940℃下保温20min，水冷。其他同实施例1。
45.实施例5
46.将实施例1步骤(2)中退火工艺改为在1100℃下保温20min，水冷；步骤(3)中固溶工艺改为在980℃下保温10min，水冷。其他同实施例1。
47.实施例6
48.将实施例1步骤(2)中退火工艺改为在1120℃下保温20min，水冷。其他同实施例1。
49.对比实施例1
50.将实验例1步骤(2)中的冷轧变形量改为50％，退火工艺改为在1100℃下保温20min，其他同实施例1。
51.对比实施例2
52.(1)选取热轧后825镍基合金无缝管作为研究对象，钢管规格为φ79mm
×
10mm；
53.(2)对钢管进行冷轧，冷轧变形量为71％。对冷轧后钢管进行固溶处理，固溶工艺为940℃保温10min，水冷。
54.(3)从成品管切割下一段圆环试样，采用洛氏硬度计进行硬度测试分析；
55.(4)从成品管上截取力学试样，采用多功能拉伸试验机进行力学性能测试分析。
56.(5)将切割下的试样打磨成镜面，采用10％的草酸溶液在电流为1a/cm2下腐蚀90s，通过金相显微镜观察晶间腐蚀情况。
57.表1不同工艺下825镍基合金无缝管成品管的力学性能
58.生产工艺抗拉强度mpa屈服强度mpa延伸率％硬度hrb实施例12686304273实施例22736344275实施例32866594079实施例42596274669实施例52816474177实施例62766434176对比实施例12556214968
对比实施例22486155066
59.表2不同工艺下825镍基合金无缝管成品管晶粒度及特征
60.生产工艺晶粒度/级晶粒特征实施例16晶粒均匀实施例25晶粒不均匀实施例36.5晶粒均匀实施例46晶粒不均匀，部分晶粒异常长大实施例57晶粒不均匀，存在细小晶粒实施例64.5晶粒过大对比实施例16晶粒不均匀，部分晶粒异常长大对比实施例25晶粒较为均匀
61.表3不同工艺下825镍基合金无缝管成品管晶间腐蚀程度表
[0062][0063]
显然，从图1～2看出，随着高温退火时间的延长，晶粒逐渐长大，但仍存在着细小晶粒，导致在下一个道次冷轧中加重这种不均匀性；在相同软化时间下，提高高温退火温度，细小晶粒消失，晶粒相对均匀，给下一个道次冷轧和成品提供了良好的组织准备，当温度升高到1120℃，出现晶粒粗大，影响组织的均匀性，所以1100℃退火温度最为合适。
[0064]
对比发现在相同热处理工艺下，经过70％以上冷轧变形量的成品管试样晶粒比50％变形量的较为均匀，变形量大，在冷轧过程晶粒被破碎地更彻底，50％变形量成品管试样组织中晶粒度级差大，存在粗大晶粒，影响产品的耐腐蚀性能。
[0065]
从图4～7看出，通过降低固溶温度，控制保温时间，可以减轻晶粒长大程度，提高成品管组织均匀性。采用70％以上的冷轧变形量加1100℃高温退火20min，同时采用940℃保温10min得到的组织均匀性最佳，晶间腐蚀程度最浅，所以该工艺一定程度上改善了825镍基合金的耐腐蚀性能。
[0066]
在不同工艺条件下制备出的成品管力学性能均符合标准。
[0067]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法，其特征在于：所述方法工艺步骤如下：(1)对热轧后的825镍基合金无缝钢管进行第一次冷轧变形；(2)对冷轧后的无缝钢管进行高温退火处理；(3)将退火后的钢管水冷、酸洗后再次进行二次冷轧变形至成品规格；(4)对二次冷轧后的钢管进行固溶处理。2.根据权利要求1所述的提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(1)中钢管规格为φ79mm
×
10mm；第一次冷轧变形量为70％以上，轧制速度为2.5m/min。3.根据权利要求1所述的提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(2)中高温退火处理为1050℃～1120℃保温20min～40min。4.根据权利要求1所述的提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(3)中第二次冷轧变形量为39％，轧制速度为3m/min。5.根据权利要求1所述的提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(4)中，固溶处理温度为940℃～980℃，保温10min～20min。6.一种根据权利要求1-5任一项所述方法得到的825镍基合金无缝钢管。

技术总结
本发明属于合金管材加工技术领域，具体涉及一种提高825镍基合金无缝钢管耐腐蚀性能的方法。先将热轧后的荒管进行第一次冷轧，对冷轧后的无缝管进行高温退火处理，获得钛元素充分溶解的均匀组织，再进行第二次冷轧变形至成品规格，将退火后的均匀组织遗传到成品上，最后对825镍基合金无缝管进行固溶处理，降低固溶温度和控制保温时间，使变形晶粒充分均匀细化，并形成TiC固定C，防止产生大量的Cr


技术研发人员：胡静 朱再虎 谭舒平 毛长军
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/16