本發(fā)明涉及一種合金及其制造方法，尤其是涉及一種光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金及其制造方法，它屬于耐高溫熔鹽腐蝕合金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、當(dāng)前主流光熱技術(shù)-第二代太陽能光熱發(fā)電技術(shù)采用硝酸鹽作為傳儲熱介質(zhì)，工作溫度較低（560℃）；與其他類型電站相比，發(fā)電成本及并網(wǎng)電價偏高。下一代太陽能集熱技術(shù)（以耐高溫氯化物熔鹽、耐高溫熔鹽腐蝕合金、高效超臨界二氧化碳發(fā)電為代表性技術(shù)）可以將光熱發(fā)電裝置工作溫度提高至700℃-800℃，有望大幅度提高發(fā)電效率；另一方面，800℃高品位熱可大幅度提高制氫效率，低成本實現(xiàn)太陽能-氫能轉(zhuǎn)換。
2、當(dāng)前現(xiàn)役及在建的硝酸鹽光熱發(fā)電裝置中罐體管道用耐高溫耐腐蝕材料以304h、316h、347h不銹鋼為主，吸熱氣管道以347h不銹鋼、inconel?625合金、haynes230合金為主。雖然在項目中獲得了較為成功的應(yīng)用，但仍存在不當(dāng)?shù)臒岷圹E導(dǎo)致局部過熱和損壞或應(yīng)力腐蝕開裂的情況。如將這些材料應(yīng)用于未來800℃的光熱發(fā)電裝置，則完全沒有工程經(jīng)驗可依。另一方面，雖然一些標(biāo)準(zhǔn)中允許這些材料在800℃左右高溫服役，但其許用應(yīng)力很低，幾乎無法滿足復(fù)雜裝置的設(shè)計要求。
3、此外，不銹鋼無法耐800℃高溫氯化物腐蝕，難以滿足工程要求；其他所有最高許用溫度高于800℃的成熟高強(qiáng)度耐熱工程材料（incoloy?800h、haynes?230、hastelloy?x、inconel?617、inconel?625等），都不是針對熔鹽工況而研發(fā)的，也無法滿足耐高溫熔氯化物鹽腐蝕的要求。
4、公開日為2024年04月05日，公開號為cn117821834a的中國專利中，公開了一種名稱為“一種核電站緊固件用超合金的制造方法”的發(fā)明專利。該專利包括原料準(zhǔn)備；真空感應(yīng)vim冶煉；真空自耗冶煉；鍛造；超聲波探傷；軋制；固溶熱處理；酸洗。該專利造出的超合金更耐熔鹽腐蝕、更耐晶間腐蝕、具有更優(yōu)抗輻照性能、更耐高溫高壓、使用壽命更長，能完全滿足第四代核電站緊固件的使用要求，但是上述制造方法不適于本申請中的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金。
5、因此，提供一種光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金，對于提高光熱發(fā)電安全性與可靠性具有積極意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種綜合性能更好、符合工程要求的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金及其制造方法。
2、本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金，其特征在于：其成分按照如下質(zhì)量百分比(％)組成：6.0-8.0%的cr，3.0-5.0%的fe，0.04-0.08%的c，≤0.20%的co，≤1.0的mn%，≤1.0的si%，1.0-2.0%的w，15.0-18.0%的mo，≤0.015%的p，≤0.020%的s，≤0.50%的ti+al，≤0.010%的b，其余部分為ni及不可避免的雜質(zhì)。
3、作為優(yōu)選，本發(fā)明其成分按照如下質(zhì)量百分比(％)組成：7.0%的cr，4.0%的fe，0.06%的c，0.17%的co，0.8的mn%，0.5的si%，1.5%的w，16.0%的mo，0.015%的p，0.020%的s，0.36%的ti+al，0.001%的b，其余部分為ni及不可避免的雜質(zhì)。
4、本發(fā)明還提供一種光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，采用如權(quán)利要求1或2所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金，其特征在于：包括以下步驟：
5、s1）按照耐高溫熔鹽腐蝕合金的配方，提供原料并熔煉得到合金真空感應(yīng)熔煉，原材料必須清潔、無塵、干燥、無油污；
6、s2）對合金鑄錠進(jìn)行電渣重熔得到電渣錠，合金冶煉工藝為雙聯(lián)冶煉，包括真空感應(yīng)熔煉（vim）+電渣重熔（esr）；
7、s3）對合金鑄錠進(jìn)行多次鍛造，得到所述合金鍛坯；
8、s4）對合金鑄錠進(jìn)行多火軋制，得到光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金熱軋成品。
9、作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟s1）中，采用真空感應(yīng)熔煉，包括全熔、第一次精煉和第二次精煉，全熔投入ni、cr、w、si底料，熔煉溫度為1520-1540℃?,?真空度不超過50pa；第一次精煉真空度不超過5pa，熔煉溫度為1530-1550℃?微調(diào)c含量，攪拌；h、o、n合格后進(jìn)行第二次精煉，第二次精煉投入zr、mn并進(jìn)行攪拌，熔煉溫度1530-1550℃,?充ar3000pa；在成分合格后，在氬氣保護(hù)下調(diào)溫至1500-1520℃進(jìn)行澆鑄；兩次精煉工藝能夠控制o、n含量，如果未能滿足上述氣體要求則繼續(xù)攪拌、取樣分析氣體，直至滿足上述氣體要求后進(jìn)行后續(xù)操作。
10、作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟s2）中，電渣成分包括caf2、al2o3、cao、mgo，其比例為65:20:10:5，渣中酌情加入適量鋁粉；采用鎳基底板，起弧前充ar氣15分鐘，熔速控制，熔煉階段熔速按180kg/h控制。
11、作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟s3）中，鍛造處理前以1100℃-1250℃對所述電渣錠進(jìn)行5-120min的保溫處理。
12、作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟s3）中，先進(jìn)行開坯鍛造，根據(jù)鑄錠高徑比選擇是否對所述合金鑄錠進(jìn)行一火次開坯鍛造，開坯鍛造方式為鐓粗，將鍛造后的坯料進(jìn)行空冷；鐓粗時使用直徑遠(yuǎn)大于材料的砧具，鐓粗后還需對坯料進(jìn)行倒棱處理。
13、作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟s3）中，再進(jìn)行中間鍛造，將開坯鍛造后得到的坯料進(jìn)行加熱保溫，加熱溫度為1100℃-1250℃，保溫時間為5-30min，隨后進(jìn)行多火次改鍛。
14、作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟s3）中，最后進(jìn)行成品鍛造，將中間鍛造后的坯料在溫度低于相變點時進(jìn)行最后鍛造成型或拔長成型等，保證尺寸要求，同時應(yīng)保證合金達(dá)到相應(yīng)的均勻度和晶粒度。將鍛造后的坯料進(jìn)行空冷，最終得到符合規(guī)格的鍛坯。
15、作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟s4）中，加工完成的板坯料置于熱處理爐中加熱至1000-1250℃，保溫5-60min，取出立即進(jìn)行第一火次軋制，軋制速度20mm/s-180mm/s，變形量為初始厚度的5%-25%，然后放入熱處理爐中保溫25-30min，再取出重復(fù)上述軋制步驟，直到若干道次后達(dá)到設(shè)定的總變形量，最后坯料緩慢空冷。
16、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：通過耐高溫熔鹽腐蝕合金的配比，使得合金在固溶態(tài)下具有良好的機(jī)械加工性能，優(yōu)良的力學(xué)性能，在800℃下有較高的高溫性能。
1.一種光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金，其特征在于：其成分按照如下質(zhì)量百分比(％)組成：6.0-8.0%的cr，3.0-5.0%的fe，0.04-0.08%的c，≤0.20%的co，≤1.0的mn%，≤1.0的si%，1.0-2.0%的w，15.0-18.0%的mo，≤0.015%的p，≤0.020%的s，≤0.50%的ti+al，≤0.010%的b，其余部分為ni及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金，其特征在于：其成分按照如下質(zhì)量百分比(％)組成：7.0%的cr，4.0%的fe，0.06%的c，0.17%的co，0.8的mn%，0.5的si%，1.5%的w，16.0%的mo，0.015%的p，0.020%的s，0.36%的ti+al，0.001%的b，其余部分為ni及不可避免的雜質(zhì)。
3.一種光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，采用如權(quán)利要求1或2所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金，其特征在于：包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，其特征在于：所述步驟s1）中，采用真空感應(yīng)熔煉，包括全熔、第一次精煉和第二次精煉，全熔投入ni、cr、w、si底料，熔煉溫度為1520-1540℃?,?真空度不超過50pa；第一次精煉真空度不超過5pa，熔煉溫度為1530-1550℃?微調(diào)c含量，攪拌；h、o、n合格后進(jìn)行第二次精煉，第二次精煉投入zr、mn并進(jìn)行攪拌，熔煉溫度1530-1550℃,?充ar3000pa；在成分合格后，在氬氣保護(hù)下調(diào)溫至1500-1520℃進(jìn)行澆鑄；兩次精煉工藝能夠控制o、n含量，如果未能滿足上述氣體要求則繼續(xù)攪拌、取樣分析氣體，直至滿足上述氣體要求后進(jìn)行后續(xù)操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，其特征在于：所述步驟s2）中，電渣成分包括caf2、al2o3、cao、mgo，其比例為65:20:10:5，渣中酌情加入適量鋁粉；采用鎳基底板，起弧前充ar氣15分鐘，熔速控制，熔煉階段熔速按180kg/h控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，其特征在于：所述步驟s3）中，鍛造處理前以1100℃-1250℃對所述電渣錠進(jìn)行5-120min的保溫處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，其特征在于：所述步驟s3）中，先進(jìn)行開坯鍛造，根據(jù)鑄錠高徑比選擇是否對所述合金鑄錠進(jìn)行一火次開坯鍛造，開坯鍛造方式為鐓粗，將鍛造后的坯料進(jìn)行空冷；鐓粗時使用直徑遠(yuǎn)大于材料的砧具，鐓粗后還需對坯料進(jìn)行倒棱處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，其特征在于：所述步驟s3）中，再進(jìn)行中間鍛造，將開坯鍛造后得到的坯料進(jìn)行加熱保溫，加熱溫度為1100℃-1250℃，保溫時間為5-30min，隨后進(jìn)行多火次改鍛。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，其特征在于：所述步驟s3）中，最后進(jìn)行成品鍛造，將中間鍛造后的坯料在溫度低于相變點時進(jìn)行最后鍛造成型或拔長成型等，保證尺寸要求，同時應(yīng)保證合金達(dá)到相應(yīng)的均勻度和晶粒度。將鍛造后的坯料進(jìn)行空冷，最終得到符合規(guī)格的鍛坯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電設(shè)備用耐高溫熔鹽腐蝕合金的制造方法，其特征在于：所述步驟s4）中，加工完成的板坯料置于熱處理爐中加熱至1000-1250℃，保溫5-60min，取出立即進(jìn)行第一火次軋制，軋制速度20mm/s-180mm/s，變形量為初始厚度的5%-25%，然后放入熱處理爐中保溫25-30min，再取出重復(fù)上述軋制步驟，直到若干道次后達(dá)到設(shè)定的總變形量，最后坯料緩慢空冷。