哈氏合金铸件热处理方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110297633.X

申请日:

2011.09.30

公开号:

CN102345081A

公开日:

2012.02.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22F 1/10申请日:20110930|||公开

IPC分类号:

C22F1/10

主分类号:

C22F1/10

申请人:

绍兴万龙精密机械制造有限公司

发明人:

程序

地址:

312032 浙江省绍兴市绍兴县湖塘街道工业园区

优先权:

专利代理机构:

绍兴市越兴专利事务所 33220

代理人:

蒋卫东

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内容摘要

本发明主要公开了哈氏合金铸件热处理方法,第一步、炉温设定步骤:根据哈氏合金铸件的化学成分,将热处理铸件加热至哈氏合金铸件固相线与液相线之间的温度,进行保温;第二步、加热保温步骤;将哈氏合金铸件放入高温炉中加热,并采用台车式自动倾斜下料,在高温电炉内增加本体测温热点偶检测铸件本体温度,以及空气热电偶进行比对,确保温度曲线与程式设定曲线一致;第三步、水冷步骤;当铸件达到预定设定保温时间,在1150~1175度出炉,并快速将铸件进入10度以下水温冷却,获得高强度耐腐蚀性能。本发明减少热处理过程中的热变形以及热裂纹现象,获得高强度、高韧性的性能哈氏合金铸件。

权利要求书

1: 哈氏合金铸件热处理方法, 其特征在于 : 包括以下步骤 : 第一步、 炉温设定步骤 : 根据哈氏合金铸件的化学成分, 将热处理铸件加热至哈氏合金 铸件固相线与液相线之间的温度, 进行保温 ; 第二步、 加热保温步骤 ; 将哈氏合金铸件放入高温炉中加热, 并采用台车式自动倾斜下 料, 在高温电炉内增加本体测温热点偶检测铸件本体温度, 以及空气热电偶进行比对, 确保 温度曲线与程式设定曲线一致 ; 第三步、 水冷步骤 ; 当铸件达到预定设定保温时间, 在 1150 ~ 1175 度出炉, 并快速将铸 件进入 10 度以下水温冷却, 获得高强度耐腐蚀性能。
2: 如权利要求 1 所述的哈氏合金铸件热处理方法, 其特征在于 : 所述的第二步加热前, 应采用不锈钢加强环对铸件摆放进行控制, 防止设备部件热处理变形影响到铸件的变形, 采用加强环将铸件相间, 层层叠放。
3: 如权利要求 1 所述的哈氏合金铸件热处理方法, 其特征在于 : 所述的第二步中, 装炉 前, 对铸件表面上涂布氧化涂料, 防止铸件表面过度氧化和产生热裂纹。
4: 如权利要求 3 所述的哈氏合金铸件热处理方法, 其特征在于 : 所述的氧化涂料成分 有耐火泥 : 锆英粉 : 水的质量比例为 1 : 1: 2 进行配置。
5: 如权利要求 1 所述的哈氏合金铸件热处理方法, 其特征在于 : 所述的第三步后, 对热 处理件 100%PT ; 为确保铸件在热处理后的有效性要求每个批次热处理产品每件都必须进 行做 PT 渗透试验, 检测铸件未发生裂纹视为热处理过程控制符合要求, 当热处理后发现铸 件有裂纹长 5mm, 深度 1-2 mm, 在非加工面上可以作焊补修复 , 超出规定作报废处理。
6: 如权利要求 5 所述的哈氏合金铸件热处理方法, 其特征在于 : 所述的焊补修复, 焊 材选用 ERNi-Mo7 ; 焊接方法 GTAW 氩弧电焊 ; 控制层间温度不大于 120℃ ; 焊丝直径 φ2.4、 φ3.2 ; 焊接电流 90 ~ 150A ; 同时, 施焊前, 焊丝、 被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂 处理。

说明书


哈氏合金铸件热处理方法

    【技术领域】
     本发明涉及热处理加工技术领域, 特别与哈氏合金铸件热处理方法有关。背景技术 哈氏合金属于镍 - 钼 - 铬 - 铁 - 钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一 种。 主要耐湿氯、 各种氧化性氯化物、 氯化盐溶液、 硫酸与氧化性盐, 在低温与中温盐酸中均 有很好的耐蚀性能。因此, 近三十年以来、 在苛刻的腐蚀环境中, 如化工、 石油化工、 烟气脱 硫、 纸浆和造纸、 环保等工业领域有着相当广泛的应用。
     铸态哈氏合铸件需要通过固溶热处理之后, 快速冷却可以获得最好的耐蚀性能。 在任何加热操作过程中, 材料的表面清洁均要有预先的防范。现有的哈氏合金铸件热处理 中, 经常产生热处理变形, 甚至有热裂纹现象, 使得处理铸件质量无法提高。
     为了解决上述问题, 本发明人设计出哈氏合金铸件热处理方法, 本案由此产生。
     发明内容 本发明的主要目的是提供一种哈氏合金铸件热处理方法, 减少热处理过程中的热 变形以及热裂纹现象, 获得高强度、 高韧性的性能哈氏合金铸件。
     为了达到上述目的, 本发明通过以下技术方案来实现 : 哈氏合金铸件热处理方法, 包括以下步骤 : 第一步、 炉温设定步骤 : 根据哈氏合金铸件的化学成分, 将热处理铸件加热至哈氏合金 铸件固相线与液相线之间的温度, 进行保温 ; 第二步、 加热保温步骤 ; 将哈氏合金铸件放入高温炉中加热, 并采用台车式自动倾斜下 料, 在高温电炉内增加本体测温热点偶检测铸件本体温度, 以及空气热电偶进行比对, 确保 温度曲线与程式设定曲线一致。
     第三步、 水冷步骤 ; 当铸件达到预定设定保温时间, 在 1150 ~ 1175 度出炉, 并快速 将铸件进入 10 度以下水温冷却, 获得高强度耐腐蚀性能。
     所述的第二步加热前, 应采用不锈钢加强环对铸件摆放进行控制, 防止设备部件 热处理变形影响到铸件的变形, 采用加强环将铸件相间, 层层叠放。
     所述的第二步中, 装炉前, 对铸件表面上涂布氧化涂料, 防止铸件表面过度氧化和 产生热裂纹。
     所述的氧化涂料成分有耐火泥 : 锆英粉 : 水的质量比例为 1 : 1: 2 进行配置。
     所述的第三步后, 对热处理件 100%PT ; 为确保铸件在热处理后的有效性要求每个 批次热处理产品每件都必须进行做 PT 渗透试验, 检测铸件未发生裂纹视为热处理过程控 制符合要求, 当热处理后发现铸件有裂纹长 5mm, 深度 1-2 mm, 在非加工面上可以作焊补修 复 , 超出规定作报废处理。
     所述的焊补修复, 焊材选用 ERNi-Mo7 ; 焊接方法 GTAW 氩弧电焊 ; 控制层间温度不 大于 120℃ ; 焊丝直径 φ2.4、 φ3.2 ; 焊接电流 90 ~ 150A ; 同时, 施焊前, 焊丝、 被焊接件坡
     口及相邻部位应进行去污脱脂处理。
     采用上述方案后, 本发明所得到的哈氏合金铸件的抗拉强度≥ 500 Mpa, 屈服强度 ≥ 200Mpa, 减少热处理过程中铸件产生热变形以及热裂纹的现象, 原来厂内的铸件经热处 理按照常规的固溶处理后一次合格率非常低, 通过本发明热处理工艺很好解决热处理的难 题, 铸件合格率由之前的 50% 提高到 97% 以上, 而且热处理过程批量稳定性得到实际有效控 制, 成本下降约 50% 以上, 给企业带来了良好的经济效益和用户的好评。 附图说明
     图 1 为本发明中铸件摆放结构示意图。具体实施方式
     哈氏合金化学成分以及机械性能表如下 ;机械性能 :实施例 1 哈氏合金化学成分为 :C 0.02 Mn 0.8 P 0.020 S 0.018 Si 0.5 Cr 20.5 Mo 12.5 V 0.15 Fe 4.0 N 3哈氏合金铸件固熔温度设定 1050℃, 保温时间 1.5 小时, 其中铸件在高温炉加热前, 摆 放进行控制, 防止设备部件热处理变形影响到铸件的变形, 如图 1 所示, 采用加强环 1 将铸 件 2 相间, 层层叠放。然后把哈氏合金铸件放入高温炉中加热, 在装炉前, 对铸件表面上涂 布氧化涂料, 防止铸件表面过度氧化和产生热裂纹。氧化涂料成分有耐火泥 : 锆英粉 : 水的 质量比例为 1 : 1: 2 进行配置。出炉后将铸件快速浸入 30℃水温冷却。
     在热处理过程中如产生热裂纹, 经过打磨消除后需补焊的铸件, 要采用专门的补 焊工艺, 因哈氏合金焊缝金属及热影响区由于易析出 β 相而导致贫 Mo, 从而易于产生晶间 腐蚀, 因此, 哈氏合金的焊接工艺 ; 焊材选用 ERNi-Mo7 ; 焊接方法 GTAW ; 控制层间温度不大 施焊前, 焊丝、 被焊接件坡口 于 120℃; 焊丝直径 φ2.4、 φ3.2 ; 焊接电流 90 ~ 150A。同时, 及相邻部位应进行去污脱脂处理。
     实施例 2 与实施例一所不同的是哈氏合金化学成分不同, 以及控制参数。
     哈氏合金化学成分为 :C 0.02 Mn 0.85 P 0.020 S 0.020 Si 0.6 Cr 21 Mo 12.7 V 0.15 Fe 4.5 N 3哈氏合金铸件固熔温度设定 1100℃, 保温时间 1.5 小时, 将哈氏合金铸件放入高温炉 中加热, 出炉后将铸件快速浸入 30℃水温冷却。实施例 3 与实施例一所不同的是哈氏合金化学成分不同, 以及控制参数。
     哈氏合金化学成分为 :C Mn P S Si Cr Mo V Fe N 0.02 0.8 0.02 0.02 0.8 21.5 13 0.25 4.8. 3哈氏合金铸件固熔温度设定 1150℃, 保温时间 1.5 小时, 将哈氏合金铸件放入高温炉 中加热, 出炉后将铸件快速浸入 20℃水温冷却。
     实施例 4 与实施例一所不同的是哈氏合金化学成分不同, 以及控制参数。
     哈氏合金化学成分为 :C Mn P S Si Cr Mo V Fe N 0.02 0.9 0.02 0.02 0.85 22 14.2 0.30 5.5 3.2哈氏合金铸件固熔温度设定 1150℃, 保温时间 1.5 小时, 将哈氏合金铸件放入高温炉 中加热, 出炉后将铸件快速浸入 10℃水温冷却。
     上述实施例中得到数据如下表 ;

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1、10申请公布号CN102345081A43申请公布日20120208CN102345081ACN102345081A21申请号201110297633X22申请日20110930C22F1/1020060171申请人绍兴万龙精密机械制造有限公司地址312032浙江省绍兴市绍兴县湖塘街道工业园区72发明人程序74专利代理机构绍兴市越兴专利事务所33220代理人蒋卫东54发明名称哈氏合金铸件热处理方法57摘要本发明主要公开了哈氏合金铸件热处理方法,第一步、炉温设定步骤根据哈氏合金铸件的化学成分,将热处理铸件加热至哈氏合金铸件固相线与液相线之间的温度,进行保温;第二步、加热保温步骤;将哈氏合金铸件放。

2、入高温炉中加热,并采用台车式自动倾斜下料,在高温电炉内增加本体测温热点偶检测铸件本体温度,以及空气热电偶进行比对,确保温度曲线与程式设定曲线一致;第三步、水冷步骤;当铸件达到预定设定保温时间,在11501175度出炉,并快速将铸件进入10度以下水温冷却,获得高强度耐腐蚀性能。本发明减少热处理过程中的热变形以及热裂纹现象,获得高强度、高韧性的性能哈氏合金铸件。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102345101A1/1页21哈氏合金铸件热处理方法,其特征在于包括以下步骤第一步、炉温设定步骤根据哈氏合金铸件的化学成分,将热处理铸件加热。

3、至哈氏合金铸件固相线与液相线之间的温度,进行保温;第二步、加热保温步骤;将哈氏合金铸件放入高温炉中加热,并采用台车式自动倾斜下料,在高温电炉内增加本体测温热点偶检测铸件本体温度,以及空气热电偶进行比对,确保温度曲线与程式设定曲线一致;第三步、水冷步骤;当铸件达到预定设定保温时间,在11501175度出炉,并快速将铸件进入10度以下水温冷却,获得高强度耐腐蚀性能。2如权利要求1所述的哈氏合金铸件热处理方法,其特征在于所述的第二步加热前,应采用不锈钢加强环对铸件摆放进行控制,防止设备部件热处理变形影响到铸件的变形,采用加强环将铸件相间,层层叠放。3如权利要求1所述的哈氏合金铸件热处理方法,其特征在。

4、于所述的第二步中,装炉前,对铸件表面上涂布氧化涂料,防止铸件表面过度氧化和产生热裂纹。4如权利要求3所述的哈氏合金铸件热处理方法,其特征在于所述的氧化涂料成分有耐火泥锆英粉水的质量比例为112进行配置。5如权利要求1所述的哈氏合金铸件热处理方法,其特征在于所述的第三步后,对热处理件100PT;为确保铸件在热处理后的有效性要求每个批次热处理产品每件都必须进行做PT渗透试验,检测铸件未发生裂纹视为热处理过程控制符合要求,当热处理后发现铸件有裂纹长5MM,深度12MM,在非加工面上可以作焊补修复,超出规定作报废处理。6如权利要求5所述的哈氏合金铸件热处理方法,其特征在于所述的焊补修复,焊材选用ERN。

5、IMO7;焊接方法GTAW氩弧电焊;控制层间温度不大于120;焊丝直径24、32;焊接电流90150A;同时,施焊前,焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。权利要求书CN102345081ACN102345101A1/3页3哈氏合金铸件热处理方法技术领域0001本发明涉及热处理加工技术领域,特别与哈氏合金铸件热处理方法有关。背景技术0002哈氏合金属于镍钼铬铁钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能。因此,近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中,如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等。

6、工业领域有着相当广泛的应用。0003铸态哈氏合铸件需要通过固溶热处理之后,快速冷却可以获得最好的耐蚀性能。在任何加热操作过程中,材料的表面清洁均要有预先的防范。现有的哈氏合金铸件热处理中,经常产生热处理变形,甚至有热裂纹现象,使得处理铸件质量无法提高。0004为了解决上述问题,本发明人设计出哈氏合金铸件热处理方法,本案由此产生。发明内容0005本发明的主要目的是提供一种哈氏合金铸件热处理方法,减少热处理过程中的热变形以及热裂纹现象,获得高强度、高韧性的性能哈氏合金铸件。0006为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现哈氏合金铸件热处理方法,包括以下步骤第一步、炉温设定步骤根据哈氏合金铸件。

7、的化学成分,将热处理铸件加热至哈氏合金铸件固相线与液相线之间的温度,进行保温;第二步、加热保温步骤;将哈氏合金铸件放入高温炉中加热,并采用台车式自动倾斜下料,在高温电炉内增加本体测温热点偶检测铸件本体温度,以及空气热电偶进行比对,确保温度曲线与程式设定曲线一致。0007第三步、水冷步骤;当铸件达到预定设定保温时间,在11501175度出炉,并快速将铸件进入10度以下水温冷却,获得高强度耐腐蚀性能。0008所述的第二步加热前,应采用不锈钢加强环对铸件摆放进行控制,防止设备部件热处理变形影响到铸件的变形,采用加强环将铸件相间,层层叠放。0009所述的第二步中,装炉前,对铸件表面上涂布氧化涂料,防止。

8、铸件表面过度氧化和产生热裂纹。0010所述的氧化涂料成分有耐火泥锆英粉水的质量比例为112进行配置。0011所述的第三步后,对热处理件100PT;为确保铸件在热处理后的有效性要求每个批次热处理产品每件都必须进行做PT渗透试验,检测铸件未发生裂纹视为热处理过程控制符合要求,当热处理后发现铸件有裂纹长5MM,深度12MM,在非加工面上可以作焊补修复,超出规定作报废处理。0012所述的焊补修复,焊材选用ERNIMO7;焊接方法GTAW氩弧电焊;控制层间温度不大于120;焊丝直径24、32;焊接电流90150A;同时,施焊前,焊丝、被焊接件坡说明书CN102345081ACN102345101A2/3。

9、页4口及相邻部位应进行去污脱脂处理。0013采用上述方案后,本发明所得到的哈氏合金铸件的抗拉强度500MPA,屈服强度200MPA,减少热处理过程中铸件产生热变形以及热裂纹的现象,原来厂内的铸件经热处理按照常规的固溶处理后一次合格率非常低,通过本发明热处理工艺很好解决热处理的难题,铸件合格率由之前的50提高到97以上,而且热处理过程批量稳定性得到实际有效控制,成本下降约50以上,给企业带来了良好的经济效益和用户的好评。附图说明0014图1为本发明中铸件摆放结构示意图。具体实施方式0015哈氏合金化学成分以及机械性能表如下;机械性能实施例1哈氏合金化学成分为CMNPSSICRMOVFEN0020。

10、80020001805205125015403哈氏合金铸件固熔温度设定1050,保温时间15小时,其中铸件在高温炉加热前,摆放进行控制,防止设备部件热处理变形影响到铸件的变形,如图1所示,采用加强环1将铸件2相间,层层叠放。然后把哈氏合金铸件放入高温炉中加热,在装炉前,对铸件表面上涂布氧化涂料,防止铸件表面过度氧化和产生热裂纹。氧化涂料成分有耐火泥锆英粉水的质量比例为112进行配置。出炉后将铸件快速浸入30水温冷却。0016在热处理过程中如产生热裂纹,经过打磨消除后需补焊的铸件,要采用专门的补焊工艺,因哈氏合金焊缝金属及热影响区由于易析出相而导致贫MO,从而易于产生晶间腐蚀,因此,哈氏合金的焊。

11、接工艺;焊材选用ERNIMO7;焊接方法GTAW;控制层间温度不大于120;焊丝直径24、32;焊接电流90150A。同时,施焊前,焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。0017实施例2与实施例一所不同的是哈氏合金化学成分不同,以及控制参数。0018哈氏合金化学成分为CMNPSSICRMOVFEN002085002000200621127015453哈氏合金铸件固熔温度设定1100,保温时间15小时,将哈氏合金铸件放入高温炉中加热,出炉后将铸件快速浸入30水温冷却。说明书CN102345081ACN102345101A3/3页50019实施例3与实施例一所不同的是哈氏合金化学成分不同。

12、,以及控制参数。0020哈氏合金化学成分为CMNPSSICRMOVFEN002080020020821513025483哈氏合金铸件固熔温度设定1150,保温时间15小时,将哈氏合金铸件放入高温炉中加热,出炉后将铸件快速浸入20水温冷却。0021实施例4与实施例一所不同的是哈氏合金化学成分不同,以及控制参数。0022哈氏合金化学成分为CMNPSSICRMOVFEN00209002002085221420305532哈氏合金铸件固熔温度设定1150,保温时间15小时,将哈氏合金铸件放入高温炉中加热,出炉后将铸件快速浸入10水温冷却。0023上述实施例中得到数据如下表;说明书CN102345081ACN102345101A1/1页6图1说明书附图CN102345081A。

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