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TG700C奥氏体耐热合金管材热挤压工艺参数探索
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-11-10
TG700C合金是一种具有较高的高温持久强度及耐氧化性能的新型奥氏体耐热合金，可以用于制造650～700℃超超临界电站锅炉主要部件用的各种无缝钢管，其主要强化方式为析出相强化，其中主要的析出相包括M23C6、Nb(C,N)、NbCrN、富铜相等。
目前，燃煤火力发电在我国仍为主要发电途径，但是其排放出大量有害气体，对环境造成了严重污染，因此需要采取措施优化火力发电，以降低有害气体的排放量。为了降低发电的煤耗以提高发电效率，发展蒸汽压力和温度等参数更高的超超临界火电机组是主要途径。但对其材料的要求也不断提高，当蒸汽温度提高到650～700℃时，传统的锅炉耐热合金已经无法满足其持久强度和抗氧化性能的要求。
TG700C合金是一种具有较高的高温持久强度及耐氧化性能的新型奥氏体耐热合金，可以用于制造650～700℃超超临界电站锅炉主要部件用的各种无缝钢管，其主要强化方式为析出相强化，其中主要的析出相包括M23C6、Nb(C,N)、NbCrN、富铜相等。
采用热挤压工艺对TG700C合金进行管材加工有许多优点：具有比轧制更为强烈的三向压应力状态，金属可以发挥其最大塑性；可以生产断面复杂的管材；通过更换工模具，生产具有极大灵活性；产品表面粗糙度低，尺寸精确；在挤压变形后，金属材料的晶粒组织更加致密，具有很好的流线分布；由于挤压成形时纤维组织不破坏，使挤压件的强度明显提高；由于挤压可节省材料和提高效率，因此必然降低生产成本。然而，受到挤压机设备负荷的限制，当挤压过程中的峰值压力超过设备极限时，容易产生闷车、开裂等现象。因此，太原钢铁有限公司先进不锈钢材料国家重点实验室的研究者们研究了TG700C合金管材热挤压工艺参数对峰值压力的影响，据此对生产工艺进行优化，以生产质量优良的挤压管材。
挤压设备采用60000kN卧式挤压机，TG700C合金的化学成分见下表，其在室温下的主要力学性能：Rm≥680MPa，Rp0.2≥310MPa，A=40%。挤压坯料外径D1=Φ226mm，内径D2=Φ78mm，长度L=600mm。
表 挤压用TG700C合金的化学成分 %
C
|
Cr
|
Ni
|
W
|
Co
|
Cu
|
Nb
|
N
|
B
|
0.060
|
22.500
|
25.200
|
3.600
|
1.500
|
3.200
|
0.500
|
0.230
|
0.004
|
研究结果表明：
（1）影响TG700C合金峰值挤压力的主要因素有坯料加热温度、模具温度、挤压比、挤压速度、润滑剂等；随着挤压比和挤压速度的提高，峰值挤压力升高；随着加热温度的提高，峰值挤压力下降；挤压力的变化规律与J.塞茹尔内模型模型的理论计算值一致。
（2）挤压后的管材内外表面无裂纹，表面质量很好，晶粒度均匀，晶粒度为6～8级，常温力学性能及硬度均满足ASME SA213M的标准要求。
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