D0I:10.13374/i.issn100103x.2010.05.017 第32卷第5期 北京科技大学学报 Vo132 No 5 2010年5月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing May 2010 镍基耐蚀合金 C276铸锭元素偏析和均匀化工艺 朱冠妮D毕中南D董建新D张麦仓D郑磊)章清泉》 1)北京科技大学材料科学与工程学院。北京1000832)北京北治功能材料有限公司.北京100192 摘要利用光镜、扫描电镜和能谱仪等显微组织分析方法研究了镍基耐蚀合金C276经真空治炼十电渣重溶后铸锭的枝 晶特点和元素偏析情况，根据残余偏析指数模型计算结果选取了四种均匀化实验制度.并通过均匀化实验后的组织分析和 G1©be1500试验机热模拟锻造实验验证.最终确立了适合C-276合金的均匀化工艺.结果表明：合金中偏析程度最严重的元 素为M9在选取的四种均匀化制度中，采用1170℃下加热20的处理方式不仅可以较好地实现成分均匀化还能保证晶粒尺 寸不过度长大，从而确保合金的热加工塑性。是最为合理的均匀化制度.实验也证明利用残余偏析指数模型。计算结果与实验 结果基本吻合，在预测和评价C-276合金均匀化工艺上是可信的. 关键词镍基合金：耐蚀：组织：偏析：均匀化 分类号TG133.4 M icrosegregaton and homogen ization of nickel base corroson resistant alby C-276 ingots ZH Guannp BIZhong nan,DONG Jian_xn)ZHANGMai cang).ZHENG LeP.ZHANG Qng_quan) 1)SchoolofMatera s Science and Engneerng Unwversit of Scence and Technopgy Beijng Beijirg 100083 China 2)Beijng Beiye FunctinalMateralsCorporatiop Be ijng 100192 China ABSTRACT The microstructure ad micpsegregation of nickel base corrosion resis tant alpy C276 vacuum inductianmeltng and electroslg remelting ingots were studied by opticalm icroscope scann ng electron m croscopy and energy dispersive X-ray spectrosco py Based on the cala ated results of the residual segregat pn para etermodel pur hamogenizng treamen tswee tested Mcrostruc ture ana lys is and hem al compessian testw in aGleeb le 1500 machne were used to verify the effect of hamnogen izng tream en.t The resu lts show that he severest segregaed ekments in C276 is Mo and 1 170C/20 h is themost appropriate treament prC276 alby in the study as it ensures homogenizng effect and reasonable gran size or op tin izng the hotwork ng plsticit of he alby It is also Proved that homogenization process ofC276 alpy can be efectively prediced and evaluated by he residual segregaton param etermod el which basically agrees with the expermental resu lts KEY WORDS nickelbase alpys conos pn esistnt m icrostuctre segregation hoogenizatian HASIELLOY C276合金是N-CrMG-W型耐 用最为广泛的镍基耐蚀合金之一田 蚀合金的一种，由于同时含有质量分数为16%左右 由于具有较高的合金度，特别是大量高比例的 的M和C元素以及4%的W元素，合金在氧化性 M和W元素，C276合金不但具有较高的热变形 介质和还原性介质中都具有较强的抵抗能力，因此 抗力，而且在凝固过程中容易产生较严重的枝晶偏 又被称为通用型耐蚀合金，该类合金可以服役于一 析，并析出μ相等有害相，从而造成热加工塑性下 般不锈钢和其他材料无法胜任的严重工程腐蚀环 降2.因此对于该合金，在热加工前对铸锭进行适 境，目前广泛应用于化工制造、电厂烟气脱硫、造纸 当的均匀化处理来改善热加工塑性是十分必要 和海洋开发等众多领域，也被认为是目前世界上应 的匀.目前，对于镍基高温合金的均匀化工艺制定 收稿日期：2009-09-22 基金项目：国家自然科学基金资助项目(NQ50831008) 作者简介：朱冠妮(1983一，女，顾士研究生：董建新(196S,男.教授.博士生导师E-mail jxdon@mater uste业cn第 32卷 第 5期 2010年 5月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.5 May2010 镍基耐蚀合金 C--276铸锭元素偏析和均匀化工艺 朱冠妮 1) 毕中南 1) 董建新 1) 张麦仓 1) 郑 磊 1) 章清泉 2) 1)北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 2)北京北冶功能材料有限公司, 北京 100192 摘 要 利用光镜、扫描电镜和能谱仪等显微组织分析方法研究了镍基耐蚀合金 C--276经真空冶炼 +电渣重溶后铸锭的枝 晶特点和元素偏析情况, 根据残余偏析指数模型计算结果选取了四种均匀化实验制度, 并通过均匀化实验后的组织分析和 Gleeble1500试验机热模拟锻造实验验证, 最终确立了适合 C--276合金的均匀化工艺.结果表明:合金中偏析程度最严重的元 素为 Mo;在选取的四种均匀化制度中, 采用 1 170℃下加热 20h的处理方式不仅可以较好地实现成分均匀化, 还能保证晶粒尺 寸不过度长大, 从而确保合金的热加工塑性, 是最为合理的均匀化制度.实验也证明利用残余偏析指数模型, 计算结果与实验 结果基本吻合, 在预测和评价 C--276合金均匀化工艺上是可信的. 关键词 镍基合金;耐蚀;组织;偏析;均匀化 分类号 TG133 +.4 Microsegregationandhomogenizationofnickelbasecorrosionresistantalloy C-276 ingots ZHUGuan-ni1) , BIZhong-nan1) , DONGJian-xin1) , ZHANGMai-cang1) , ZHENGLei1) , ZHANGQing-quan2) 1)SchoolofMaterialsScienceandEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China 2)BeijingBeiyeFunctionalMaterialsCorporation, Beijing100192, China ABSTRACT ThemicrostructureandmicrosegregationofnickelbasecorrosionresistantalloyC-276 vacuum-induction-meltingand electroslag-remeltingingotswerestudiedbyopticalmicroscope, scanningelectronmicroscopyandenergydispersiveX-rayspectrosco￾py.Basedonthecalculatedresultsoftheresidualsegregationparametermodel, fourhomogenizingtreatmentsweretested.Microstruc￾tureanalysisandthermalcompressiontestwithaGleeble1500 machinewereusedtoverifytheeffectofhomogenizingtreatment.The resultsshowthattheseverestsegregatedelementsinC-276 isMo, and1 170℃/20histhemostappropriatetreatmentforC-276 alloy inthestudyasitensureshomogenizingeffectandreasonablegrainsizeforoptimizingthehot-workingplasticityofthealloy.Itisalso provedthathomogenizationprocessofC-276 alloycanbeeffectivelypredictedandevaluatedbytheresidualsegregationparametermod￾el, whichbasicallyagreeswiththeexperimentalresults. KEYWORDS nickelbasealloys;corrosionresistant;microstructure;segregation;homogenization 收稿日期:2009--09--22 基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.50831008) 作者简介:朱冠妮(1983— ), 女, 硕士研究生;董建新(1965— ), 男, 教授, 博士生导师, E-mail:jxdong@mater.ustb.edu.cn HASTELLOYC--276合金是 Ni--Cr--Mo--W型耐 蚀合金的一种,由于同时含有质量分数为 16%左右 的 Mo和 Cr元素以及 4%的 W元素, 合金在氧化性 介质和还原性介质中都具有较强的抵抗能力 , 因此 又被称为通用型耐蚀合金 .该类合金可以服役于一 般不锈钢和其他材料无法胜任的严重工程腐蚀环 境 ,目前广泛应用于化工制造、电厂烟气脱硫 、造纸 和海洋开发等众多领域 , 也被认为是目前世界上应 用最为广泛的镍基耐蚀合金之一 [ 1] . 由于具有较高的合金度, 特别是大量高比例的 Mo和 W元素, C--276合金不但具有较高的热变形 抗力 ,而且在凝固过程中容易产生较严重的枝晶偏 析, 并析出 μ相等有害相 ,从而造成热加工塑性下 降 [ 2--4] .因此对于该合金 ,在热加工前对铸锭进行适 当的均匀化处理来改善热加工塑性是十分必要 的 [ 5] .目前,对于镍基高温合金的均匀化工艺制定 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.05.017