長鋼公司為軍工配套三線企業(yè)之一,于1965年建廠,經(jīng)過40余年的發(fā)展,公司具備年產(chǎn)特殊鋼65萬噸,成品材70萬噸(包括高溫合金年產(chǎn)5000噸)的能力,具有鍛、軋、擠、焊、拔等加工方式,生產(chǎn)的高溫合金產(chǎn)品有鑄件、鍛件、鍛材、軋材、板材、線材、管材等等。這些產(chǎn)品被廣泛用于**、航天、航海、核工業(yè)、石油化工、能源交通等行業(yè)。攀長鋼公司是我國高溫合金**定點供貨廠家之一,其中高溫合金板材及高溫合金精密無縫管在國內(nèi)具有較高的市場份額和品牌知名度,它為我國**、航天、航海、核能、石化及其它工業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)攀長鋼公司高溫合金試制與生產(chǎn)
攀長鋼公司高溫合金從1971年開始批量生產(chǎn)起,到2005年止,先后試制和生產(chǎn)的**、航天、航海、核能等高溫合金材料有80多個品種,總交貨量15000余噸,其中交貨量**并且大批用于**發(fā)動機(jī)上的是70年代發(fā)動機(jī)用材GH140、GH132、GH30、GH37等合金;其次是80年代及90年供某些發(fā)動機(jī)用材CH44、GH128、CH49等合金;再其次是現(xiàn)在大批量供某種機(jī)用材CH901、GH163、GH80A、GH169、CH99、GH16、CH536等合金,以及長鋼現(xiàn)在**供貨的某種發(fā)動機(jī)用材GH93、GH710等合金,現(xiàn)在供石化領(lǐng)域CH600合金管材在國內(nèi)也是首屆一指。
綜觀攀長鋼公司高溫合金發(fā)展,可大致分為如下四個發(fā)展階段
**階段1971年到1978年期間是攀長鋼公司**用高溫合金發(fā)展的**階段,這個階段的特點是以轉(zhuǎn)產(chǎn)為主。在此期間轉(zhuǎn)產(chǎn)的高溫合金有:GH140.GH30. CH132、GH33. GH36.GH37、GH39.GH44、GH49、GH128等,在這個階段高溫合金交貨量為2400余噸。限于當(dāng)時的歷史條件,加之剛投產(chǎn),某些條件不足,使這個階段生產(chǎn)的許多合金存在著不同程度的質(zhì)量問題。第二階段1979年至1985年是攀長鋼公司**材料發(fā)展的第二階段,在這一階段主要解決了高溫合金中存在的一系列程度不同的技術(shù)質(zhì)量問題,試制了許多具有國內(nèi)**水平的新合金,使攀長鋼不僅在產(chǎn)量上,而且在質(zhì)量和品種上躋身于全國高溫合金重點生產(chǎn)廠之列。
在此間高溫合金的交貨量約為數(shù)千噸。其制生產(chǎn)的合金有以下幾個特點:
①攀長鋼公司解決了**階段遺留下來的一系列重大技術(shù)質(zhì)量問題,如GH140合金800qC強(qiáng)度偏低問題及成材率偏低問題;GH132合金仃鏑低問題;GH49合金的粗晶和疲勞壽命低的問題;電渣重熔的GH30合金的工藝塑性問題;GH128合金性能不合及板面花紋問題等等。這些問題的解決,使我公司高溫合金生產(chǎn)技術(shù)有了極大進(jìn)步,為軍工生產(chǎn)任務(wù)的完成創(chuàng)造了條件。
②在新材料的研制方面,適應(yīng)了我國這一階段新型**發(fā)動機(jī)發(fā)展的需要,研制成功了許多新合金。達(dá)到了國內(nèi)**水平,而且在有的研究項目中,處于**地位:如雙真空條件下鎂的作用機(jī)理和應(yīng)用研究;電渣重熔過程中鎂的控制研究;通過調(diào)研,對當(dāng)時世界上**性能,*難變形的葉片材料GH220在國內(nèi)**采取了Mg微合金化工藝,獲得一次試制成功,填補(bǔ)了當(dāng)時難變形高溫合金冶煉、加工方面國內(nèi)空白。
第三階段攀長鋼公司新材料發(fā)展第三階段是1985年至1995年,在此期間高溫合金交貨量較少。攀長鋼公司高溫合金的發(fā)展從量轉(zhuǎn)為質(zhì)的提高,研發(fā)重點轉(zhuǎn)移到幾個主要機(jī)種用材料的生產(chǎn)工藝的優(yōu)化及微合金化、純凈化技術(shù)的研究。如GH33A合金B(yǎng)、Ce、Zr、Mg微量合金化研究,解決了合金熱加工塑性和析出相的分布形態(tài),消除了合金缺口敏感性;GH1016合金微量Ca、Mg的研究,提高了750℃拉伸塑性;在CH4169、GH710及GH141等合金上面運用低偏析均勻化處理新技術(shù),解決了GH4169合金的Nb的條帶偏析及GH710、GH141合金的熱加工塑性差的問題。這些工藝技術(shù)的突破,提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能和質(zhì)量穩(wěn)定性,同時使產(chǎn)品的合格率得到大幅度的提升。
在工藝技術(shù)上研究了同一合金不同的冶煉工藝,以提高鋼的純潔度和穩(wěn)定準(zhǔn)確控制合金成份為目的,優(yōu)化工藝路線并取得較好效果:如GH4169合金攀長鋼公司采用三種工藝冶煉路線:真空+電渣、真空+電渣+自耗;真空+自耗。從脫[S]及純凈化方面考慮,真空+電渣+自耗**。但從工藝穩(wěn)定性及產(chǎn)品合格率出發(fā),采用真空+自耗工藝更優(yōu)越。在難變形GH710合金包套鍛造方面進(jìn)行了較深入研究:采用大錠型包套,大鍛比鍛造開坯,以及成品圓餅類似模鍛鍛造工藝,解決了GH710合金盤件因粗晶廢品率高問題,提高合格率20%以上。
第四階段高溫合金發(fā)展第四階段是1995年至2005年,任務(wù)量加大,民用高溫合金也急劇增加,在此期間高溫合金交貨量較大,
某發(fā)動機(jī)國產(chǎn)化研制及某種渦**GH36量急增,為解決該合金碳化物偏析及穩(wěn)定質(zhì)量做了大量研究工作:在電弧爐冶煉對GH36、GH132、GH140、GH16等老牌號合金混渣現(xiàn)象進(jìn)行了攻關(guān);對高溫合金純凈化進(jìn)行了研究;特別對GH690、GH4169、GH600等合金采用Ce、Mg、Ca綜合降[S]工藝上改進(jìn),達(dá)到了[S]≤1.2×10-3%的效果,大大提高了其熱加工塑性;形成了一套獨特的純凈化研究生產(chǎn)新工藝。結(jié)合國內(nèi)鋼廠**的3150噸熱擠壓機(jī)開展了高溫合金管材熱擠壓開坯工藝路線:先后生產(chǎn)了GH30、GH39、GH140、GH690、GH600等合金無縫管,特別是石化用GH600合金管材,同時對于難變形高溫合金如CH4169、GH202等合金的擠壓棒材及管材國內(nèi)還處于空白,攀長鋼公司在難變形合金擠壓制棒、制管的工藝上取得了初步的經(jīng)驗,又一次成功試制擠壓出CH202096mm×7mm -節(jié)無縫管坯。多次擠壓出MGH754合金小方坯?,F(xiàn)正進(jìn)行設(shè)備改進(jìn),以期取得突破性進(jìn)展。
2攀長鋼公司高溫合金研發(fā)的幾點體會
①建設(shè)一支由管理、情報、研究,檢測、煉鍛軋操作和設(shè)備維護(hù)人員組成的,以獻(xiàn)身國防、增強(qiáng)國防為目標(biāo),勇于和善于攀登科學(xué)技術(shù)高峰的高素質(zhì)技術(shù)隊伍,是搞好攀長鋼公司高溫合金研發(fā)和生產(chǎn)的根本保證。
②建立煉鍛軋配套的精良生產(chǎn)設(shè)備,是搞好攀長鋼公司高溫合金生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
③配備**的現(xiàn)代化科學(xué)檢測和研究儀器,是提高攀長鋼公司高溫合金研發(fā)能力,搞好高溫合金生產(chǎn)的必備手段。
④依據(jù)高溫合金研發(fā)和生產(chǎn)的具體特點,實行理論與實際相結(jié)合,責(zé)、權(quán)、利相結(jié)合,由研發(fā)課題人員全程監(jiān)控高溫合金生產(chǎn)過程,是搞好攀長鋼公司高溫合金研發(fā)和生產(chǎn)的有效管理體制。
⑤開發(fā)新產(chǎn)品,解決生產(chǎn)技術(shù)難題,實行情報調(diào)研,**系統(tǒng)了解合金特性,深入找出技術(shù)難點,采用國內(nèi)外**工藝技術(shù),是以**的成本、*短的時間攻克技術(shù)難題,提高攀長鋼公司高溫合金研發(fā)能力,搞好高溫合金生產(chǎn)的重要途徑。
攀長鋼公司高溫合金今后發(fā)展總的戰(zhàn)略思路:充分利用攀長鋼公司多年的技術(shù)、人才及設(shè)備上的優(yōu)勢,在高溫合金純凈化冶煉技術(shù)方面;對于高合金化易偏析的高溫合金均勻化處理方面;難變形合金采用軟包套技術(shù)攻克加工塑性差的問題方面;高溫合金熱擠壓生產(chǎn)無縫管開發(fā)方面;民用化工、核電用GH690管材的開發(fā)以及高溫合金冶煉過程中采用車屑、提高返回比降成本等方面的研究,是以后攀長鋼公司發(fā)展的方向。
(1)加大高溫合金純凈化工藝研究,提高一大批傳統(tǒng)高溫合金的性能水平。
在這方面,我們已經(jīng)進(jìn)行了大量而深入的理論研究,創(chuàng)立了鋼與合金中D類細(xì)系夾雜物產(chǎn)生原因形成機(jī)理和控制方法的一整套基礎(chǔ)理論和工藝措施。我們近年來所進(jìn)行的鈣處**究和Ce+Mg+Ca復(fù)合微合金化和變性處理工藝,解決了GH690、GH600、GH710、GH30等一系列高溫合金的加工塑性問題,使這些合金的性能、成材率得到了大幅度提高,為工廠創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。
下一步具體實施真空感應(yīng)熔煉澆注過程的擋渣過濾和真空電弧重熔過程中的弧長控制和真空間隙的*氣冷卻這三項技術(shù)。前者關(guān)系到提高高溫合金的純凈度,后兩者關(guān)系到含Nb高溫合金的偏析控制,這是國內(nèi)各廠家的弱點和空白。要提高具有巨大市場占有率的GH4169等含Nb合金的質(zhì)量,必須實行這幾項國外已經(jīng)成熟的技術(shù)。
(2)高溫合金棒材、管材等熱擠壓工藝研究。
3150噸擠壓機(jī)是攀長鋼公司生產(chǎn)難變形高溫合金擠壓棒材及無縫管材的優(yōu)勢,過去攀長鋼公司為**發(fā)動機(jī)生產(chǎn)過的GH625、GH536焊管以及國內(nèi)其它廠生產(chǎn)的GH4169合金管材及其它牌號的高溫合金管材均為棒材掏孔加冷軋的方式來生產(chǎn)無縫鋼管,管材內(nèi)表面差,其成材率低。近幾年攀長鋼公司開發(fā)的CH30、CH39、GH690、GH128及GH202無縫管材均是采用熱擠壓管坯加冷軋的方式生產(chǎn),其內(nèi)表面質(zhì)量及合格率都較高,為以后生產(chǎn)難變形高溫合金(GH536、GH625、GH4169等合金)無縫管材奠定了基礎(chǔ)。
(3)高溫合金大錠型工藝及易偏析高合金化合金均勻化處**究。
攀長鋼公司引進(jìn)的6t真空感應(yīng)爐試車成功,該爐型具有較優(yōu)越的三相工頻攪拌、擋渣過濾澆注、爐底吹*等功能;新引進(jìn)的真空自耗爐將采用*氣冷卻技術(shù),這為以后生產(chǎn)高純度、高合金比大錠型高溫合金創(chuàng)造了優(yōu)越的條件;熱加工方面現(xiàn)有一臺熱處理溫度可達(dá)到1250qC。1300C的高溫均勻化退火爐,為大錠型高溫合金的均勻化處理創(chuàng)造了條件;規(guī)劃將裝備一臺4000- 5000噸的快鍛,為生產(chǎn)大型的高溫合金渦**盤件作準(zhǔn)備。
(4)大力開發(fā)抗氧化低膨脹高溫合金GH783合金。
該合金在新型裝備制造上有著巨大的應(yīng)用前景。盡管國內(nèi)兄弟廠家未能成功開發(fā)出該合金,但我們通過**深入的前期研究,已取得初步試制成功?,F(xiàn)在應(yīng)當(dāng)加大投入,深入研究和總結(jié),為批量投產(chǎn)作好準(zhǔn)備。
(5)民用核電、石化高溫合金的開發(fā)。
結(jié)合攀長鋼公司現(xiàn)有的兩臺St非真空感應(yīng)爐及一臺6t真空感應(yīng)爐的設(shè)備優(yōu)勢以及前階段運用于石化領(lǐng)域開發(fā)的GH600管材的**工藝和生產(chǎn)出Cl19.05mm×1.09mmGH690核電直管的經(jīng)驗,大力開發(fā)運用于石化、核電領(lǐng)域的高溫合金是今后的目標(biāo)。
4發(fā)揮高溫合金生產(chǎn)的獨特優(yōu)勢,為**做出更大努力
攀長鋼公司是上世紀(jì)60年代國防軍工配套建設(shè)的特殊鋼企業(yè),一直致力于**、航天、軍工新材料的研制,在高溫合金生產(chǎn)方面積累了一些技術(shù)資源,在“十一五”發(fā)展規(guī)劃中,把發(fā)展、推廣民用**高溫合金作為企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略。新建成了6t真空感應(yīng)爐,引進(jìn)了爐底吹*、深脫S脫N、擋渣過濾出鋼以及真空取樣技術(shù)。現(xiàn)6t真空感應(yīng)爐已正常生
產(chǎn),其冶煉水平大幅度得到了提高(降成本、純潔度、成份均勻性及準(zhǔn)確性等)。
引進(jìn)新的一臺7t自耗爐,采用了*氣冷卻、熔滴控制、弧長控制等**技術(shù),將于2007年12月投入使用。
在擠壓技術(shù)的升級上,我們正通過擠壓機(jī)的升級改造,攻克難變形合金的擠壓技術(shù)難關(guān)。
在核電高溫合金研發(fā)方面,我們已合資建設(shè)以生產(chǎn)GH690核電管材為代表的核電用材料的項目,以便****無核電材料生產(chǎn)廠家的空白。
攀長鋼公司將在**的支持下,努力提升高溫合金工裝水平,積極與研究院所合作,大力發(fā)展高溫合金的冶煉、加工技術(shù),積極推廣高溫合金民用事業(yè),為**、航天、軍工、核電、化工行業(yè)的用材,也為我國高溫合金生產(chǎn)技術(shù)的提升而努力