特種材料供應商
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冷(leng)軋是指在常(chang)溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下對材(cai)料進行鍛造，使材(cai)料的(de)厚(hou)度逐(zhu)漸減(jian)薄(bo)的(de)材(cai)料加(jia)工方法。冷(leng)軋的(de)原料一般為熱軋熱處理后的(de)鋼卷。鎳基合(he)金 哈(ha)氏合(he)金在冷(leng)軋過程中， 亞(ya)穩態(tai)的(de)奧氏體組織會發生(sheng)應變誘導馬氏體相變， 使得鋼的(de)強度和硬度升高、塑性下降，產(chan)生(sheng)了(le)明顯的(de)加(jia)工硬化。
隨著鍛(duan)造道次增(zeng)多，鍛(duan)造總變形率(lv)增(zeng)大，加(jia)工(gong)硬(ying)化效應越(yue)(yue)來越(yue)(yue)明顯，材料(liao)(liao)變得(de)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)硬(ying)。常規熱(re)處理狀態(tai)下的 鎳基(ji)合(he)金 高溫合(he)金強(qiang)度和硬(ying)度較(jiao)低，塑性(xing)較(jiao)好(hao)，利于(yu)鍛(duan)造。若對高溫合(he)金不熱(re)處理直接進行(xing)冷軋，可大幅降低材料(liao)(liao)生產成本(ben)。對熱(re)處理態(tai)和熱(re)軋態(tai)的高溫合(he)金強(qiang)度進行(xing)分析，確定試(shi)軋工(gong)藝參數， 并對試(shi)軋成品力(li)學性(xing)能進行(xing)對比。
高溫合金不熱處理直接冷軋的可行(xing)性分析
1.1 力學性能分(fen)析
在生(sheng)產現場(chang)對熱軋態(tai)和熱軋熱處(chu)(chu)理(li)態(tai)的 鎳基(ji)合(he)金(jin) 哈(ha)氏合(he)金(jin)卷取樣品，進行力(li)學性(xing)能(neng)檢驗，結果對比(bi)(bi)。對比(bi)(bi)熱軋態(tai)和熱軋熱處(chu)(chu)理(li)態(tai) 鎳基(ji)合(he)金(jin) 的力(li)學性(xing)能(neng)可(ke)見， 熱軋態(tai)與熱軋熱處(chu)(chu)理(li)態(tai)相比(bi)(bi)，平均屈服強度高 80.9 MPa， 平均抗拉強度高 40.7 MPa，延(yan)伸率低 5.7%。
從力學性能來(lai)看，熱(re)處理前后(hou)熱(re)軋(ya)(ya) 鎳基合金(jin) 板的強度差(cha)異不大，熱(re)軋(ya)(ya)未熱(re)處理態材料(liao)的硬(ying)化過(guo)程比熱(re)處理狀態快一(yi)點，但并不明顯，對冷軋(ya)(ya)設備的負荷改變不大。
金相組織(zhi)分析對熱(re)(re)軋態和熱(re)(re)軋熱(re)(re)處理態的 鎳基(ji)合(he)金 進行取(qu)樣，拋光并(bing)使用HCl-FeCl3 溶液(ye)侵(qin)蝕，金相組織(zhi)。由(you)圖可見，熱(re)(re)處理后的高(gao)溫合(he)金晶粒已完全回復再結晶。不熱(re)(re)處理的高(gao)溫合(he)金也發生了部分回復。
鎳(nie)基合金(jin)哈氏合金(jin)熱軋板工藝-1.png
鎳(nie)基合金 哈氏合金在熱軋過程(cheng)中(zhong)，發生動態(tai)的晶粒(li)回復和動態(tai)再(zai)結晶，使得(de)熱軋變形過程(cheng)中(zhong)產生的加工硬化被不斷釋放。
在熱軋完成后(hou)，由于鋼卷(juan)依(yi)舊帶有較高的溫(wen)度并在高溫(wen)狀態(tai)下(xia)持續(xu)一定(ding)時間，這個狀態(tai)下(xia)材料發(fa)生晶(jing)粒回復和再結(jie)晶(jing)，拉長的晶(jing)粒形核變成等軸晶(jing)，消(xiao)除(chu)(chu)晶(jing)粒拉長形成的顯微組(zu)織和殘余應力，可以消(xiao)除(chu)(chu)一部分的加工硬化。帶鋼在熱軋空冷后(hou)，出現與熱處理處理后(hou)類(lei)似的特性(xing)。
鎳(nie)基合(he)金(jin)哈氏合(he)金(jin)熱軋板工藝-2.png
綜合(he)力學(xue)性能、加工硬化情況(kuang)和金(jin)(jin)相組織，認為目前(qian)現(xian)場的 鎳基(ji)合(he)金(jin)(jin) 哈氏(shi)合(he)金(jin)(jin)高溫合(he)金(jin)(jin)，可(ke)以嘗試不經熱處(chu)理(li)直接冷軋。
冷(leng)軋(ya)試驗(yan)對未熱處(chu)理的(de)(de)(de)(de) 鎳基合(he)金(jin) 高溫合(he)金(jin)進行冷(leng)軋(ya)，冷(leng)軋(ya)機采用輥(gun)系多(duo)、剛性大的(de)(de)(de)(de)二十輥(gun)森基米爾軋(ya)機，鍛(duan)(duan)造過(guo)程中通過(guo)調整支撐輥(gun)的(de)(de)(de)(de)凸度以(yi)及一中間輥(gun)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)向控制板(ban)形(xing)， 投(tou)用 ACG 系統控制材料厚度，同時適當增加鍛(duan)(duan)造潤滑油的(de)(de)(de)(de)流(liu)量，以(yi)提高材料在鍛(duan)(duan)造過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻效果(guo)。
鍛造(zao)(zao)****道次時，投用6500 kN 壓(ya)力，比(bi)(bi)(bi)普(pu)通熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)料(liao)的(de)壓(ya)力高 300 kN，但(dan)變形率比(bi)(bi)(bi)普(pu)通熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)料(liao)低(di) 2%，后續的(de)道次，鍛造(zao)(zao)壓(ya)力均比(bi)(bi)(bi)普(pu)通熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)料(liao)高，但(dan)變形率偏低(di)，同(tong)樣的(de)鍛造(zao)(zao)總變形率，在鍛造(zao)(zao)力不大幅提高的(de)條件下，不熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)直接鍛造(zao)(zao)的(de)卷(juan)比(bi)(bi)(bi)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)卷(juan)多(duo)一個(ge)鍛造(zao)(zao)道次，說明熱(re)(re)軋未熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)料(liao)的(de)變形抗力較(jiao)大。
鎳基合金哈氏(shi)合金熱軋板工藝-3.png
后(hou)續(xu)對(dui)冷軋后(hou)的(de)(de)兩種材料(liao)進行固(gu)溶熱(re)處(chu)理，熱(re)處(chu)理溫度在 1 050~1 150 ℃之間進行。固(gu)溶熱(re)處(chu)理的(de)(de)目的(de)(de)是將析(xi)出的(de)(de)碳化(hua)物重(zhong)新溶入奧氏(shi)體(ti)中，同(tong)時將冷軋后(hou)的(de)(de)條帶(dai)組織回復再結(jie)晶。
鎳基合金哈氏(shi)合金熱軋板工藝-4.png
對冷軋(ya)+固溶(rong)熱處(chu)(chu)理的(de)材料進(jin)行力學性能檢測(ce)原(yuan)料為熱軋(ya)態和(he)熱軋(ya)熱處(chu)(chu)理態的(de)冷軋(ya)成品延伸(shen)率(lv)、屈服強度、抗拉強度均達到標準，但(dan)熱軋(ya)態的(de)延伸(shen)率(lv)略(lve)(lve)低，強度略(lve)(lve)高。
對冷(leng)軋(ya)+固(gu)(gu)溶(rong)熱(re)(re)(re)處理后(hou)材(cai)(cai)(cai)料熱(re)(re)(re)軋(ya)態與熱(re)(re)(re)軋(ya)熱(re)(re)(re)處理態的材(cai)(cai)(cai)料經過冷(leng)軋(ya)固(gu)(gu)溶(rong)處理后(hou)，冷(leng)軋(ya)時被(bei)拉長的纖維(wei)組織重新形核，發生再結晶，晶粒均已完全恢(hui)復，但(dan)熱(re)(re)(re)軋(ya)未熱(re)(re)(re)處理材(cai)(cai)(cai)料的晶粒更細(xi)。
鎳基合金哈(ha)氏(shi)合金熱軋(ya)板工藝-5.png
兩種工藝中(zhong)析出(chu)物的固溶(rong)、析出(chu)過程相同，但熱(re)(re)(re)(re)軋不熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)狀態下直接冷軋時(shi)(shi)，熱(re)(re)(re)(re)軋態的等(deng)軸(zhou)晶(jing)變為長方形(xing)(xing)纖維組(zu)織，同時(shi)(shi)一(yi)部分的變形(xing)(xing)功(gong)以殘余應(ying)力和點陣畸變的形(xing)(xing)式(shi)被(bei)保留下來(lai)，形(xing)(xing)成再(zai)結晶(jing)驅動力， 所(suo)以熱(re)(re)(re)(re)軋未(wei)熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)的鋼卷經冷軋后(hou)(hou)(hou)更(geng)容(rong)易進(jin)行固溶(rong)熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)；而(er)熱(re)(re)(re)(re)軋熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)的鋼卷，晶(jing)粒會在固溶(rong)熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)時(shi)(shi)進(jin)一(yi)步長大。所(suo)以熱(re)(re)(re)(re)軋未(wei)熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)的材料在冷軋后(hou)(hou)(hou)固溶(rong)熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)更(geng)容(rong)易發生(sheng)，二(er)是熱(re)(re)(re)(re)處理(li)(li)后(hou)(hou)(hou)晶(jing)粒更(geng)細化。
1）鎳基(ji)合金(jin) 熱(re)軋(ya)未熱(re)處理(li)鋼卷可以直接進行(xing)冷軋(ya)，但鍛造(zao)抗力比(bi)熱(re)處理(li)態材料(liao)要大。
2）鎳(nie)基合金 熱(re)軋未熱(re)處理鋼卷冷軋后進行固溶熱(re)處理，晶粒可完(wan)全恢復，且晶粒較細。
鋼與使用(yong)鉻廢鋼爐(lu)次在(zai)入爐(lu)條件相(xiang)當時(shi)，硅耗(hao)和(he)石灰消(xiao)耗(hao)基本相(xiang)當，可達到替代作用(yong)。
3） 紅泥球。AOD 爐(lu)使用紅泥球與在(zai)(zai)電(dian)爐(lu)使用本質(zhi)上是一樣的(de)，都是利用生(sheng)鐵(tie)、鉻鐵(tie)中的(de) Si 元(yuan)素(su)還原其中的(de) Fe、Cr、Ni 有價值(zhi)的(de)金屬。目前(qian) AOD 小批量試驗測算的(de)效(xiao)益(yi)為 1 000 元(yuan)/t，若(ruo)能優化入爐(lu)條件，在(zai)(zai)冶煉(lian)過(guo)程溫度富余(yu)的(de)情況(kuang)下增(zeng)加使用量，效(xiao)益(yi)將進(jin)一步(bu)擴大。
4） 高(gao)(gao)(gao)鎳鋼(gang)(gang)。AOD 爐使(shi)用(yong)高(gao)(gao)(gao)鎳鋼(gang)(gang)試驗(yan)結果和(he)理論計算對硅耗(hao)和(he)石灰消(xiao)耗(hao)都有一定的影響(xiang)，每(mei)爐使(shi)用(yong) 3 t 高(gao)(gao)(gao)鎳鋼(gang)(gang)時，影響(xiang)硅耗(hao)升高(gao)(gao)(gao) 0.2 kg/t，石灰消(xiao)耗(hao)升高(gao)(gao)(gao)1.0 kg/t，合計影響(xiang)成本 377 元/爐，折算廢(fei)鋼(gang)(gang)和(he)渣鋼(gang)(gang)的差價，效益較(jiao)好。
5） 高(gao)鉻鋼(gang)。可完全替代鉻廢鋼(gang)使用，對指標(biao)影(ying)響不明(ming)顯，效益顯著(zhu)。
