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HastelloyC-276合金鍛造工藝
? ? ?鎳基合金具有高的塑韌性和耐蝕性,強度較低,因此,在工業(yè)領(lǐng)域一般采用鎳基合金,以滿足實際使用環(huán)境對高強度、高硬度、耐腐蝕及良好熱強性等綜合性能的要求。但鎳基合金在鍛造較為困難:變形抗力大、鍛造溫度區(qū)間窄、鍛造開裂敏感性大等,熱加工工藝性能往往較差,HastelloyC-276 就是其中難變形鎳基合金的典型代表。
HastelloyC-276 合金主要用于制作耐腐蝕介質(zhì)的各種容器、管道、閥門、塔、槽等。鍛造中具有如下難點:
1、塑性低。
由于合金化程度高,組織多相且相成分復(fù)雜,因此鍛造工藝塑性低。
2、變形抗力大。
合金成分復(fù)雜,再結(jié)晶溫度高,再結(jié)晶速度慢,在鍛造溫度(1000~1200℃)下具有較高的變形抗力和硬化傾向,其變形抗力是普通結(jié)構(gòu)鋼的4 ~7倍。
3、鍛造溫度范圍窄。
與鋼相比,合金熔點低,尤其初熔溫度低。加熱溫度過高容易產(chǎn)生過熱和過燒;終鍛溫度過低,則工藝塑性低、變形抗力大,鍛件內(nèi)部容易出現(xiàn)混晶與粗晶組織。。
4、導(dǎo)熱性差。
合金主要由面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)的γ相組成,1000℃以下時,其熱導(dǎo)率為29.3W/(m·K),較碳鋼小很多,加熱坯料內(nèi)部容易產(chǎn)生裂紋。
由于以上難點,無包套鍛造時報廢率高。考慮到此,HastelloyC-276 合金鍛造采取包套鍛造方法,包套材為2-6mm厚的低碳鋼板或不銹鋼板。
鍛造工藝流程:開始鍛造前對工裝、模具、錘頭以及砧座進行預(yù)熱。用溫度達到350 ~ 450℃的鐵塊預(yù)熱30min以上,可有效減少邊角裂紋的出現(xiàn)。HastelloyC-276 合金鍛坯加熱時應(yīng)采用低溫裝爐和較慢的升溫速度,保溫時間適當(dāng)延長,以避免由于熱應(yīng)力過大導(dǎo)致鍛坯加熱時開裂。鍛造拔長時最好采用型砧( 半圓或V 型) ,有利于減少鍛坯變形的不均勻性。拔長時采用“圓→四方→八方→圓”的拔長方案較為為合理。
開坯鍛造時將鍛坯勤翻面和勤倒角,可有效減緩邊角開裂和表面開裂現(xiàn)象,嚴(yán)格控制在再結(jié)晶溫度以上的變形,同時控制好錘擊的頻率,使鍛坯有充裕的時間完成動態(tài)再結(jié)晶。鍛造過程中合理分配每火次與每次錘擊時的變形量,始鍛階段要輕擊,待輕微變形后再重?fù)粢詫崿F(xiàn)大變形量鍛造,同時要嚴(yán)格控制最后一火的變形量。由鑄錠到鍛坯經(jīng)過三火次變形能達到理想的變形效果。
在各種高溫包套材質(zhì)鍛造時,不銹鋼包套效果最好;不同厚度包套鍛造,厚包套效果明顯優(yōu)于薄包套。
采用包套鍛造很好地解決了鍛造變形難題,有效避免了鍛造裂紋缺陷,節(jié)約了打磨處理的人工成本;有效保障工期,同時提高材料的成材率。節(jié)約的成本減去包套的費用,每噸產(chǎn)生的經(jīng)濟效益在一千元以上,包套鍛造工藝可以推廣到可鍛溫度比較窄和難變形的多種金屬及合金。