特種合金是以特殊不銹鋼、高溫合金、耐蝕合金、鈦合金等為代表的特殊合金材料。良好的高溫蠕變性能，優(yōu)異的抗腐蝕性能和磨蝕性能，以及良好的長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性和工藝性能，使特種合金在航空航天、能源工業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，地位愈來(lái)愈重要。
由于合金變形抗力大、熱變形塑形差和熱加工溫度范圍窄，特種合金的熱加工是一大技術(shù)難題。傳統(tǒng)的熱加工主要采用電渣錠或者特冶坯，通過(guò)“鍛造開(kāi)坯+橫列式軋制”的加工工藝方法。這種多火鍛造和小坯料橫列式軋制的工藝流程導(dǎo)致特種合金熱加工成本高、成材率低、表面質(zhì)量差，大大制約和影響了特種合金的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
近年來(lái)，我國(guó)在航空航天、能源工業(yè)等領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，但是特種合金材料生產(chǎn)技術(shù)嚴(yán)重制約著這些尖端領(lǐng)域的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)一直依賴(lài)原材料和成品的進(jìn)口來(lái)維持生產(chǎn)。這使我們深刻認(rèn)識(shí)到，高精尖技術(shù)的應(yīng)用，必須依靠中國(guó)制造的堅(jiān)強(qiáng)后盾。
“以軋代鍛”的先進(jìn)方案
�。�1）材料特性研究
中冶京誠(chéng)旗下北京京誠(chéng)瑞信長(zhǎng)材工程技術(shù)有限公司通過(guò)與國(guó)內(nèi)知名院校和相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)展開(kāi)深入合作，完成了21-4N、GH625、TC4等多個(gè)特種合金材料的熱物性參數(shù)和在不同變形參數(shù)下熱變形特性及組織演化規(guī)律的研究，并建立了統(tǒng)一的材料變形抗力－應(yīng)變關(guān)系模型，為各特種合金軋制工藝設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支撐。
圖1 特種合金變形抗力-應(yīng)變曲線(xiàn)
（2）軋制工藝技術(shù)研究
考慮到特種合金材料熱變形難、熱加工溫度范圍窄、批量小、坯料種類(lèi)多等特點(diǎn)，結(jié)合以上特種合金材料特性參數(shù)的研究成果，中冶京誠(chéng)瑞信長(zhǎng)材創(chuàng)新性地提出了特種合金材料的特殊軋制工藝技術(shù)，即由二輥可逆橫移軋機(jī)和連軋機(jī)組組成的新型半連軋工藝，并根據(jù)不同的材料特性引入恒溫軋制理念和小延伸變形理念。在此基礎(chǔ)上，完成了特種合金棒線(xiàn)材軋制工藝流程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線(xiàn)工藝平面布置、軋制孔型設(shè)計(jì)及軋制溫度計(jì)算等軋制工藝技術(shù)研究工作，為核心裝備的研發(fā)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
圖2 特種合金恒溫軋制溫度曲線(xiàn)
“精益高效”的核心設(shè)備
可逆橫移開(kāi)坯機(jī)
作為特種合金棒線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)的粗軋?jiān)O(shè)備，根據(jù)目前特種合金不同坯料斷面大小，中冶京誠(chéng)瑞信長(zhǎng)材開(kāi)發(fā)了BDM650和BDM850（國(guó)內(nèi)首套最大橫移軋機(jī)）兩種機(jī)型，可以適應(yīng)高溫合金和鈦合金等特種合金的粗軋開(kāi)坯需求，為鋼鐵企業(yè)和有色加工企業(yè)提供了最佳生產(chǎn)方式。該核心裝備已在咸陽(yáng)天成鈦業(yè)棒線(xiàn)材項(xiàng)目中成功應(yīng)用。
與傳統(tǒng)開(kāi)坯機(jī)相比，采用可逆橫移開(kāi)坯機(jī)軋線(xiàn)固定，減少了工作輥道和延伸輥道的長(zhǎng)度，取消了復(fù)雜的橫移翻鋼機(jī)構(gòu)，大大降低了設(shè)備投資，縮短了軋制節(jié)奏，減少了軋件的劃傷，可獲得良好的表面質(zhì)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，減少了人工強(qiáng)度。
與連軋粗軋機(jī)組相比，采用可逆橫移開(kāi)坯機(jī)提高了軋制速度，減少了軋件溫降，可逆軋制減小了頭尾溫差，特別適合具有熱加工溫度范圍窄、批量小、坯料種類(lèi)多等特點(diǎn)的特種合金生產(chǎn)模式。
圖3 可逆橫移開(kāi)坯軋機(jī)
小延伸高線(xiàn)精軋機(jī)
作為線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)的終軋?jiān)O(shè)備，根據(jù)線(xiàn)材精軋工藝孔型設(shè)計(jì)和速比設(shè)計(jì)，中冶京誠(chéng)瑞信長(zhǎng)材自主研發(fā)了小延伸高線(xiàn)精軋機(jī)組，特別適合特種合金線(xiàn)材的軋制要求，并在太鋼高線(xiàn)項(xiàng)目中成功應(yīng)用，助力“筆尖鋼”書(shū)寫(xiě)中國(guó)力量。
與傳統(tǒng)大延伸的高線(xiàn)精軋機(jī)相比，小延伸高線(xiàn)精軋機(jī)改善了線(xiàn)材的成品尺寸精度和產(chǎn)品性能，減少了軋件在精軋機(jī)組中的累積溫升，從而可提高成品軋制速度上限和連軋機(jī)組入口中間斷面的咬入速度，縮小了軋件頭尾溫差，降低了軋件燙輥的危害，為鋼鐵企業(yè)和有色加工企業(yè)提供了更優(yōu)的特種合金線(xiàn)材軋制工藝。
圖4 小延伸高線(xiàn)精軋機(jī)
結(jié)語(yǔ)
作為國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)首屈一指、比肩國(guó)際先進(jìn)水平的專(zhuān)業(yè)化長(zhǎng)材工程技術(shù)公司，中冶京誠(chéng)瑞信長(zhǎng)材數(shù)十年來(lái)以提升中國(guó)鋼鐵工業(yè)裝備技術(shù)水平為己任，始終致力于長(zhǎng)型材工藝技術(shù)的創(chuàng)新研究和先進(jìn)智能裝備的研發(fā)。特種合金工藝技術(shù)及核心裝備的成功研發(fā)和應(yīng)用，不僅開(kāi)辟了特種合金棒線(xiàn)材生產(chǎn)的新模式，也為客戶(hù)提高了經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，中冶京誠(chéng)瑞信長(zhǎng)材以“冶金建設(shè)國(guó)家隊(duì)”排頭兵的高技術(shù)、高質(zhì)量水平，賦能行業(yè)發(fā)展，扛鼎大國(guó)重器。
