在冷轧试验中,对未处理的镍基合金高温合金进行冷轧。冷轧机采用20辊Senkimir轧机,辊数多,刚性高。在锻造过程中,采用ACG系统,通过调整支撑辊的凸度和中间辊的轴向控制形状来控制材料厚度,并适当增加锻造润滑油的流量,以改善锻造过程中材料的冷却效果。
锻造合金板道次时,投入6500 kN的压力,比普通热处理材料高300 kN,但变形率比普通热处理材料低2%。在随后的道次中,锻造压力高于普通热处理材料,但变形速率较低。在总锻造变形率相同的情况下,在锻造力没有大幅度提高的情况下,未经热处理的直接锻造线圈比经过热处理的线圈多一个锻造道次,这表明热轧热处理材料的变形。
冷轧后,两种材料在1 050~1 150℃进行固溶热处理。固溶热处理的目的是将析出的碳化物重新溶解成奥氏体,同时为冷轧后的带材进行再结晶做准备。
测试了冷轧固溶热处理材料的力学性能。采用热轧和热轧热处理原料的冷轧产品延伸率、屈服强度和抗拉强度均达到标准,但热轧产品延伸率略低,强度略高。
冷轧固溶处理后,冷轧时拉伸的纤维为再形核和再结晶做准备,晶粒完全恢复,但热轧未处理材料的晶粒更细。
两种工艺中析出物的固溶和析出过程相同,但热轧钢卷不经热处理直接冷轧时,热轧等轴晶变为矩形纤维制备,同时部分变形功以残余应力和晶格畸变的形式保留,形成再结晶驱动力,因此不经热处理的热轧钢卷更容易在冷轧后进行固溶热处理。但是,对于热轧钢卷,在固溶热处理过程中晶粒尺寸会进一步长大。所以热轧未处理材料冷轧后更容易进行固溶热处理,其次热处理后晶粒更细。
1)镍基合金热轧未处理卷可直接冷轧,但其抗锻性大于热处理材料。
2)镍基合金热轧未处理卷在冷轧后进行固溶热处理,晶粒可以完全恢复,晶粒细小。
硅耗和石灰耗基本相同,在钢材加热条件与铬废钢相同的情况下可以达到替代效果。
3)红泥球。AOD炉用的赤泥球与电炉用的赤泥球基本相同,都是利用生铁和铬铁中的硅元素来还原铁、铬、镍等有价金属。目前,AOD小试计算效益为1 000元/t,如果在冶炼温度富余时,能够优化装料条件,增加用量,效益将进一步扩大。
4)高镍钢。AOD炉使用高镍钢的实验结果和理论计算对硅耗和石灰耗有一定影响。每炉使用3 t高镍钢,硅耗增加0.2 kg/t,石灰耗增加1.0 kg/t,总成本为377元/炉。废钢和渣钢的差价换算,效益不错。
5)高铬钢。完全可以替代铬废钢,对指标无明显影响,效益显著。
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