Inconel600镍基高温合金薄板 锻件
NS N06600是inconel公司早期研发的N-Cr-Fe基固溶合金，具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工焊接性能，在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。被广泛用于航空航天、石化领域。
化学成分、物理常数如表1。
近年来。该合金在化工领域的用量迅速增加，厚度<0 8mm的板材和宽厚板主要依靠进口，无缝管材咀国产为生，用作换热器管等中低温腐蚀环境。
2生产情况
2002年至2010年，生产该合金无缝管超过2000t．产品主要规格为直径46×3.0mm、直径6×2.0mm、直径14×1.5mm，采用ASMESB·163或GB/T15011．1994标准。有少量板材，厚度在1.5～6.0mm之间。
从表1可以看出，UNS N06600合金成分较为简单．冶炼时成分易控制，锻造和毛管制备是生产管材的瓶颈环节。在开发初期．非真空感应炉冶炼电极棒经电渣重熔后，锻造出现了较严重的裂纹．后调整Si-Ca添加量，同时加入适量J-Ce进行脱气脱硫去除有害元录．锻造塑性良好，未出现裂纹，成材率也得到提高。因挤压穿孔比斜轧穿孔更容易成型，开发初期便选用了挤压制备毛管的方法，采用直径208/内径直径45的挤压坯经扩孔后挤压成直径108×9.0mm毛管，内外表面划伤、凹坑多，修磨量大，成材率低，后改用斜轧穿孔，毛管内外表面质量良好，加之斜轧穿孔坯料不需要镗中心孔，成材率较挤压可提高12％左右，且生产周期人幅缩短。现该合金管的生产工艺成熟稳定、质量良好。全流程生产工艺流程：非真空感应炉冶炼一电极棒一电清重熔一电渣锭一锻造开坯一方坯一轧制管坯一捧坯一斜轧穿孔一酸冼一表面缺陷清理一冷轧一豫油一热处理一酸洗一表面缺陷清理一冷轧(循环至成品)。
3工艺研究及关键控制要点
3.1非真空感应炉+电渣重熔冶炼工艺
要使采用非真空感应炉冶炼UNSN06600的硫磷、气体、低熔点五害元素达到较低水甲，除选用气体含量、硫磷含量、有害元素含量较低的原材料外．更重要的是选择有效脱气脱硫去低熔点五害元素(Pb、Sn、As、Sb、Bi)的净化剂。降低钢锭中气体含量，除了选用气体音量较低的原材料外，尚需对原材料进行烘烤．冶炼过程及时用渣料覆盖裸露在大气中的锅液，浇注时采用Ar保护，减少钢液与大气接触，脚时加强脱气。采用沉淀脱氧和扩散脱氧两种方法，沉淀脱氧剂由Si-Ca、J-Al、J-Ce组成，Si-Ca分批加入．J-Al、J-Ce一次性加入；扩散脱氧主要是铝粉．分批加入。Si-Ca、J-Ce除了脱氧外．还是主要的脱硫、支低熔点等有害元素的净化剂，Si-Ca、J-Ce加入量须控制合理。
电渣重熔采用CaF2、A1203二元渣系，重熔过程添加适量的脱氧剂。
3.2残余钙、残余铈含量对热加工塑性的影响
3.2.1残余钙含量对热加工塑性的影响
残余Ca含量是指电渣重熔后钢锭中残余Ca含量，Ca是由S-Ca带入，含量直接影响到脱气脱硫去有害元素的效果。直接影响合金的热加工塑性。非真空冶炼时Si—Ca是有效的净化剂，同硫、氧结合，生成钙的化台物(CaS、CaO)被击除，从而挣化台金晶界，降低合金的热脆性，提高成材率。当铜涟中气体含量，硫音量降到一定水平以下时，此时钢熔池中热力学、动力学具备条件，Ca含量达到与低熔点等五害元素反应的临界值时，Ca可与As等五害元素反应，3CaSi2+2As=Ca3As2+6Si。通过研究和数据统计笈现，残余Ca古量控制在8～18ppm范阐内时，锻造塑性良好，残余Ca含量太低脱氧脱硫不充分，硫易与基体形成Ni2S3低熔点共晶，降低热加工塑性；残余Ca含量过高，钢液凝固过程形成低熔点的Ni-Ca相薄膜呈热脆性，热加工塑性降低，易开裂。用电子探针分析微区Ca含量，见图1和表2，从图1和表3可以看出，Ca主要分布在品间．达到了除去晶间S等有害元索的作用，从而起到净化晶间的作用。
3.2.2残余铈含量对热加工塑性的影响
残余Ce含黉足指电渣锭中Ce含量。在加J-Co之前加入，sI_Ca块可将钢液中的O、S等有害元素降到较低水平，同时可去除部分As等低熔点五害兀素，若全用Ca去除有害元素，将造成残余Ca偏高，反而降低其热加工塑性．因此选用J-Ce进一步脱气脱硫去有害元素，同时Ce还可深度降低氧和硫含量，降低低熔点有害元素含量，使其不偏聚于晶界，起到净化晶界作用，改善钢的锻造塑性，同时还能降低氢的扩散系数，延缓氢在裂纹失端塑性区的富集。从而使裂纹扩展的孕育期和断裂时间延长。Ce能与Pb、Sn、Sb、As形成化台物，从渣中去除。通过研究和数据统计发现：电渣锭Ce含量低于0.01％时，锻造极易产生裂纹，电渣锭中Ce的残余含量控制在0.01～0.02％之间热加工塑性良好。
3.3锻造轧制工艺
残余Ca和Ce含量均控制在要求范围内，其热加工塑性良好，锻遗温度1240±10℃时，可一火锻成坯，成坯率可提高89％左右。轧制过程土要是控制外形，避免产生折叠、耳子、开裂，减少管坯穿孔前的研磨量或剥皮量，成材率可大幅提高。
3.4制管工艺
斜轧穿孔采用斜底燃气加热炉，穿孔加热温度控制在1100～1150℃，直径90棒坯经76型斜轧穿孔成直径95×80mm，冷轧至成品。制管工艺流程：直径90剥皮棒一打定心孔一加热一斜轧穿孔直径95×8.0一漳水一酸洗一表面修磨一冷轧直径76×5.0一去油一热处理一酸冼一修磨一冷轧直径46×3.0一脱脂一表面清理一成品光亮处理一探伤一检验一包装入库。
成品性能完全能达到ASMESB-163或GBfrl5011-1994标准要求，表面质量良好。实物碳含量均控制在0.025％左右，抗腐蚀性能均忧于标准要求。下图2、表3是通过探针分析晶间Cr析出情况，从分析结果可以看出，实物未出现贫铬现象。
3.5各工序关键控制要点
冶炼原材料须烘烤良好，SiCa、J-Ce块须控制在台理范围内，锻造、轧制、斜轧穿孔须控制好加热温度、速度、变形量速率．斜轧穿孔是获得优质管材的前提，必须控制好加热工艺、穿孔顶头、导扳问距、顶头位置及直径，这些参数控制不合理，易出现龟裂、偏心等缺陷，选择合理冷轧工艺可提高成材率及管材表面质量。
4结语
1) UNS N06600合金无缝管主要用在化工领域，近八年无缝管产量超过2000t，主要产品规格直径46×3.0mm、直径16×2.0mm、直径14×1.5mm，其产品性能完全能满足ASME SB-163或GB/T15011-1994标准要求。
2) 电渣锭中残余Ca含量控制在8～18x 10^-6范围内、残余Ce含量控制在0.01～0.02％范围内，热加工塑性良好；锻造轧制温度控制合理，开坯成坯率高、轧棒表面质量好；斜轧穿孔是制管的关键环节，加热工艺、斜轧穿孔设备参数须控制合理，斜轧穿孔+冷轧工艺流程短、成材率高、工艺成熟稳定，产品质量良好。
