30ni15cr2ti2al
合金的轧制及热处理方法
技术领域
1.本发明涉及一种
气阀合金的轧制及热处理方法，尤其是一种30ni15cr2ti2al合金的轧制及热处理方法。
背景技术：
2.气阀的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。由于发动机气缸内气体燃烧产生高温，而且汽油中含有的s、p等杂质在高温下对材料腐蚀性很大，所以对于气门所用的气阀钢材料要求很高，即在高温下要有良好高温强度、高温耐磨性和高温耐腐蚀性能。
3.30ni15cr2ti2al气阀合金是一种时效硬化型合金，以固溶强化和第二相强化为主要强化手段，具备良好的高温强度和高温耐磨性。在30ni15cr2ti2al气阀合金成分中添加的稀土元素ce，能够降低晶粒度、提高钢的强度，使其能够在较高的温度下具备良好的疲劳性能和持久断裂性能。但是，采用常规的轧制方法对30ni15cr2ti2al气阀合金进行轧制时，其高温疲劳性能和持久断裂性能较差，造成高温服役时间短、综合成本高等问题。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是提供了一种30ni15cr2ti2al合金的轧制及热处理方法，以有效地提升高温疲劳性能和持久断裂性能。
5.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括轧前热处理、轧制和时效处理
工序；
所述轧前热处理工序：将锻坯加热到800
±
10℃，保温；再随炉升温至1100
±
10℃，保温；所述轧制工序：所述锻坯先在1090℃～1110℃进行初次轧制，随后控温至930℃～950℃进行终轧，得到轧棒；所述时效处理工序：所述轧棒在740℃～760℃进行保温，最后空冷。
6.本发明所述轧前热处理工序中，锻坯在800
±
10℃保温60～90min，在1100
±
10℃保温120～150min。
7.本发明所述时效处理工序中，轧棒在740℃～760℃进行保温4h～6h。
8.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明使30ni15cr2ti2al气阀合金基体组织具有良好的应力状态，为后续的热加工提供保证；通过控温轧制能使轧棒组织晶粒更为细化；通过时效处理，既保证了强化相的充分析出，也保证了材料在高温下具备良好的疲劳性能和持久断裂性能。
9.本发明所得30ni15cr2ti2al气阀合金物理性能如下：室温抗拉强度为1180～1300mpa、720℃/1
×
107疲劳极限为320mpa～360mpa，720℃/100h持久断裂强度为300mpa～360mpa。
具体实施方式
10.下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
11.实施例1-6：所述30ni15cr2ti2al合金的轧制及热处理方法具体如下所述。
12.（1）所述30ni15cr2ti2al气阀合金的化学元素及其重量百分含量为：c 0.01％～0.08％、mn≤0.40％、si≤0.40％、s≤0.020％、p≤0.020％、稀土≤0.010％，ni 30.0％～33.5％、cr 13.5％～15.5％、nb 0.40％～0.90％、mo 0.40％～1.00％、al 1.70％～2.10％，ti 2.0％～2.5％、余量为fe。各实施例所述30ni15cr2ti2al气阀合金的主要化学元素见表1。
13.表1：各实施例30ni15cr2ti2al气阀合金的主要化学元素（wt%）（2）所述30ni15cr2ti2al气阀合金的轧制及热处理方法依次包括轧前热处理、轧制、时效处理工序；各工序工艺如下所述：a、锻前热处理工序：将锻坯加热到800
±
10℃、第一次保温60～90min，再随炉升温至1100
±
10℃、第二次保温120～150min；b、轧制工序：锻前热处理后的锻坯先在1090℃～1110℃进行初次轧制，随后待温至930℃～950℃，在终轧温度930℃～950℃进行终轧，得到轧棒；c、时效处理工序：所述轧棒在740～760℃保温4h～6h，空冷至室温，即可得到30ni15cr2ti2al气阀合金轧棒成品。各实施例的具体工艺见表2。
14.表2：各实施例的具体工艺
（3）各实施例所得30ni15cr2ti2al气阀合金轧制成品进行室温拉伸性能检测，检测结果见表3。
15.表3：各实施例所得30ni15cr2ti2al室温拉伸性能检测结果（4）各实施例所得30ni15cr2ti2al气阀合金轧制成品进行高温疲劳极限性能检测，检测结果见表4。
16.表4：各实施例所得30ni15cr2ti2al高温疲劳极限性能检测结果（5）各实施例所得30ni15cr2ti2al合金轧制成品进行持久断裂强度性能检测，检测结果见表5。
17.表5：各实施例所得30ni15cr2ti2al持久断裂强度性能检测结果。
技术特征：
1.一种30ni15cr2ti2al合金的轧制及热处理方法，其特征在于，其包括轧前热处理、轧制和时效处理工序；所述轧前热处理工序：将锻坯加热到800
±
10℃，保温；再随炉升温至1100
±
10℃，保温；所述轧制工序：所述锻坯先在1090℃～1110℃进行初次轧制，随后控温至930℃～950℃进行终轧，得到轧棒；所述时效处理工序：所述轧棒在740℃～760℃进行保温，最后空冷。2.根据权利要求1所述的30ni15cr2ti2al合金的轧制及热处理方法，其特征在于：所述轧前热处理工序中，锻坯在800
±
10℃保温60～90min，在1100
±
10℃保温120～150min。3.根据权利要求1或2所述的30ni15cr2ti2al合金的轧制及热处理方法，其特征在于：所述时效处理工序中，轧棒在740℃～760℃进行保温4h～6h。
技术总结
本发明公开了一种30Ni15Cr2Ti2Al合金的轧制及热处理方法，其包括轧前热处理、轧制和时效处理工序；所述轧前热处理工序：将锻坯加热到800
技术研发人员：
吕达
受保护的技术使用者：
河钢股份有限公司
技术研发日：
2022.08.30
技术公布日：
2022/11/25
