一种028合金及其制备方法与流程

本发明涉及特种合金材料制备，尤其涉及一种028合金及其制备方法。

背景技术：

1、028合金作为一种重要的fe-ni-cr-mo-cu系耐蚀合金，因其优异的耐腐蚀性能在化工、海洋工程等高端领域得到了广泛应用。研究表明，其耐腐蚀性能主要取决于低c高cr高mo的元素配比，其中cr和mo元素的富集能够显著增强合金表面钝化膜稳定性，而c含量的降低则有效减少了晶间腐蚀的风险。此外，n元素作为间隙固溶强化元素，在适当范围内能够进一步提升合金的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。然而，现有生产方法在控制c、n含量及纯净度方面仍存在明显不足。例如，传统冶炼工艺难以实现超低碳（c≤0.008%）与高控氮（n0.075%-0.090%）的精确调控，同时易引入非金属夹杂物，导致合金纯净度无法满足高端应用需求。这些问题严重制约了028合金在极端环境下的应用潜力，亟需开发新的生产工艺以突破技术瓶颈。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种028合金及其制备方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

3、本发明提供一种028合金的制备方法，包括如下步骤：

4、s1、于真空度5~50pa、1455~1475℃下，将028合金中除cu、mn和n外的原料进行熔炼，然后于真空度0.1~3pa、1485~1505℃下对熔炼的钢水进行精炼，于惰性氛围下，向精炼的钢水中加入cu，然后控制温度为1470~1490℃加入mn和n，浇铸，得电极坯；

5、s2、于惰性氛围下，将所述电极坯进行电渣重熔，补缩，得电渣锭；

6、s3、于1180~1220℃下，对所述电渣锭进行高温扩散处理，得高温扩散处理电渣锭；

7、s4、对所述高温扩散处理电渣锭进行一次镦粗处理，然后进行两次拔长处理，水冷，得028合金；

8、其中，s2中，所述电渣重熔的熔速为（0.65×d）~（0.75×d）kg/h，所述d为结晶器的直径，所述结晶器直径的单位为mm；

9、s4中，所述一次镦粗处理的镦粗比为1.5~2，所述两次拔长处理中第一次拔长处理的拔长比为1.6~2.2，第二次拔长处理的拔长比为1.5~2.2，水冷前锻件的温度≥900℃。

10、相对于现有技术，本发明提供的028合金的制备方法中，采用真空感应冶炼+惰性气体保护电渣重熔+高温扩散+锻造的工艺路线。本发明采用特定的真空感应冶炼的方法能够严格控制028合金中的c含量和n含量，同时实现深度脱除氧等有害气体，保证钢水的洁净度，降低夹杂物数量，改善028合金的耐腐蚀性能；本发明s1~s2中全程采用惰性氛围，并精准控制了熔炼的熔速，避免了制备过程中的二次氧化，保证028合金成分稳定，同时还保证了028合金的组织致密度以及纯净度。s3中，于特定的温度下进行锻前高温扩散处理，进一步消除成分偏析，减少了金属间化合物对028合金的不利影响，同时为后续锻造提供良好的组织条件。s4中，采用一次镦粗处理、两次拔长处理的锻造工艺，并控制水冷前锻件的温度，能进一步提高028合金的纯净度，改善028合金的耐腐蚀性。

11、优选的，s1中，所述电极坯包括如下质量百分比的化学组分：c≤0.008%，si≤1%，mn≤2.5%，p≤0.03%，s≤0.03%，cr：26%~28%，ni：30%~34%，mo：3%~4%，cu：0.6%~1.4%，n：0.075%~0.09%，al≤0.15%，o≤0.003%，余量为fe和不可避免的杂质。

12、本发明通过控制c含量≤0.008%，氮含量在0.075%~0.09%区间，可减少合金中cr、ni和mo等合金元素的用量，降低028合金中夹杂物的数量的同时，还能显著提升028合金的耐腐蚀性与综合性能。

13、优选的，s1中，所述精炼的时间为60~90min。

14、优选的，s1中，所述精炼的钢水中o含量≤20ppm。

15、示例性的，加入cu后，不再进一步限定搅拌时间，保证cu熔解即可。

16、优选的，s1中，加入mn和n后，还需要搅拌2~3min。

17、示例性的，加入mn和n后，不再进一步限定搅拌时间，保证mn和n熔解即可。

18、优选的，s1中，所述惰性氛围为氩气。

19、优选的，s1中，所述浇铸前，模具的温度≥300℃。

20、优选的，s1中，所述浇铸的速度为8~9kg/s。

21、优选的，s1中，浇铸前，还包括向锭模室充入10000~20000pa的氩气。

22、优选的，s2中，所述电渣重熔的渣料包括如下质量百分比的原料：caf2：55%~65%，al2o3：12%~20%，cao：15%~25%，mgo：0%~5%和sio2：0%~3%。

23、优选的，s2中，所述电渣重熔的渣料的加入量为（2.7×10-4×d2）~（3.7×10-4×d2）kg。

24、优选的，s2中，所述电极坯的直径为d为（0.65×d）~（0.75×d）mm。

25、优选的，s2中，所述补缩的时间为（0.08×d）~（0.10×d）min。

26、优选的，s2中，所述补缩的重量为（3.5×10-4×d2）~（4×10-4×d2）kg。

27、优选的，s3中，所述高温扩散处理的时间为12~18h。

28、优选的，s4中，所述拔长处理完成后，终锻温度≥900℃。

29、优选的，s4中，在所述一次镦粗处理和两次拔长处理时，锻造的温度为1190~1210℃。

30、本发明通过保证锻造过程中的锻造温度为1190~1210℃，有利于进一步提升了028合金的耐腐蚀性。

31、本发明提供一种028合金，由上述028合金的制备方法制得。

32、相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

33、①本发明在真空感应冶炼、氩气保护电渣重熔和高温扩散处理阶段全程采用氩气氛围保护，同时精准控制熔炼的熔速、电流和电压参数，杜绝了二次氧化，保证028合金的成分稳定、组织致密、洁净度高。

34、②本发明提供的制备方法，最大限度地抑制了σ相、χ相等金属间化合物以及碳氮化物在热加工过程中的析出，确保了组织的单相性和稳定性。

35、③本发明提供的工艺实现了n含量0.075%~0.09%的窄区间精准控制，同时严格控制了c含量≤0.008%，深度脱除氧等有害物质，保证了钢水的洁净度。

36、④通过本发明提供的028合金的制备方法，实现了对n：0.075%~0.09%、c含量≤0.008%的精准成分控制，获得了低晶间腐蚀敏感性的高质量管坯，显著提升了028合金的耐腐蚀性。

1.一种028合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s1中，所述电极坯包括如下质量百分比的化学组分：c≤0.008%，si≤1%，mn≤2.5%，p≤0.03%，s≤0.03%，cr：26%~28%，ni：30%~34%，mo：3%~4%，cu：0.6%~1.4%，n：0.075%~0.09%，al≤0.15%，o≤0.003%，余量为fe和不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s1中，所述精炼的时间为60~90min。

4.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s1中，所述精炼的钢水中o含量≤20ppm。

5.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s1中，所述浇铸的速度为8~9kg/s。

6.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s2中，所述电渣重熔的渣料包括如下质量百分比的原料：caf2：55%~65%，al2o3：12%~20%，cao：15%~25%，mgo：0%~5%和sio2：0%~3%。

7.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s2中，所述电渣重熔的渣料的加入量为（2.7×10-4×d2）~（3.7×10-4×d2）kg。

8.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s2中，所述补缩的时间为（0.08×d）~（0.10×d）min；

9.如权利要求1所述的028合金的制备方法，其特征在于，s3中，所述高温扩散处理的时间为12~18h。

10.一种028合金，其特征在于，由权利要求1~9任一项所述的028合金的制备方法制得。