[發(fā)明專利]GH901合金的冶煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210032711.8
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102719682A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴丙紅;何云華
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)江油長城特殊鋼有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;C22C38/54;C22C30/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;韓芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高溫合金的冶煉方法，更具體地講，涉及一種民用高溫合金GH901合金的冶煉方法。?

背景技術(shù)

GH901合金是一種仿制美國60年代初發(fā)展的Incoloy901的合金，該合金是一種以γ＇相（Ni3（TiAl））沉淀強(qiáng)化型的Fe-Ni-Cr基合金，基體為奧氏體組織。合金熔點為1360℃，密度為8.21g/cm³，合金在650℃以下具有較高的強(qiáng)度、抗氧化性和組織穩(wěn)定性以及良好的綜合性能。該合金是早期發(fā)展的較成熟的高溫合金，廣泛用于制造在650℃以下工作的航空及地面燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動盤形件（渦輪盤、壓氣機(jī)盤、軸頸等）、靜結(jié)構(gòu)件、渦輪外環(huán)及緊固件等零部件，也可以廣泛應(yīng)用于其它領(lǐng)域。?

為了使高溫合金具有所需的耐高溫和抗腐蝕的能力，必須保證高溫合金具有一定的化學(xué)成分、純凈度及合適的組織結(jié)構(gòu)，而高溫合金的化學(xué)成分及純潔度主要取決于冶煉技術(shù)。高溫合金冶煉的主要手段包括電弧爐、真空感應(yīng)爐和非真空感應(yīng)爐；合金重熔的主要手段包括真空自耗爐和電渣爐。對于不含或含有少量鋁、鈦的高溫合金，一般可以采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐進(jìn)行冶煉。?

電弧爐冶煉是利用石墨電極與爐料之間放電產(chǎn)生的電弧熱，借助輻射和電弧的直接作用將電能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱并熔化金屬和爐渣。但電爐冶煉的缺點是:（1）易燒損元素Al、Ti等較難控制；（2）冶煉時嚴(yán)重增碳，無法將碳含量控制在0.03wt%；（3）元素的燒損以及鋼液與耐火材料之間的化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生大量的夾雜物；（4）原材料的放氣和脫氧劑運用不當(dāng)?shù)纫讓?dǎo)致脫氧不佳。?

非真空感應(yīng)爐冶煉是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)化為熱能來冶煉金屬。非真空冶煉的優(yōu)點是：（1）非真空感應(yīng)爐采用電磁感應(yīng)加熱來熔化金屬，避免了電爐采用石墨電極加熱帶來的增碳現(xiàn)象；（2）沒有了電弧爐冶煉時的弧?光高溫區(qū)，金屬的吸氣可能性減小，熔煉的產(chǎn)品氣體含量低；（3）非真空感應(yīng)爐采用電磁攪拌作用，使冶煉過程中化學(xué)成分和溫度均勻，并且能精準(zhǔn)的調(diào)整和控制溫度，保證了操作的穩(wěn)定性；（4）由于感應(yīng)爐單位質(zhì)量金屬液面面積較電弧爐小，而且沒有了電弧的局部高溫區(qū)，為減小Al、Ti等易燒損元素創(chuàng)造了有利條件。但由于感應(yīng)爐爐渣不能被感應(yīng)加熱，因此爐渣溫度低，不利于脫硫、脫P等冶金反應(yīng)的進(jìn)行，其非金屬夾雜物的總量也偏高。?

將感應(yīng)爐放在真空下冶煉即為真空感應(yīng)爐冶煉，該冶煉方法有諸多優(yōu)點：（1）冶煉出的高溫合金真空度高；（2）可精確控制高溫合金的化學(xué)成分，對于易燒損元素可控制在很窄的范圍內(nèi)；（3）真空下良好的去氣條件，使熔煉的合金氣體含量低；（4）利用五害等元素低熔點的特性，真空冶煉可得以揮發(fā)，使材料得到提純；（5）脫氧產(chǎn)物為CO，利用真空條件可將其抽出，使反應(yīng)不斷進(jìn)行，從而克服了采用進(jìn)出脫氧所帶來的脫氧產(chǎn)物。但真空感應(yīng)爐冶煉也存在一定的缺點：（1）存在熔體與坩堝耐火材料的反應(yīng)，玷污熔體，合金的結(jié)晶組織晶粒粗大且不均勻，凝固偏析嚴(yán)重；（2）冶煉成本高；（3）對于脫硫要求高的合金要采取特殊方法；（4）生產(chǎn)量小。?

由此可知，對于易燒損元素鈦含量較高的GH901合金，最適合在真空下冶煉，現(xiàn)有技術(shù)中GH901合金的冶煉也主要采用真空冶煉+真空自耗冶煉工藝。但近年由于民用市場的飛速發(fā)展，GH901合金的市場需求大，雙真空冶煉方法的成本高、生產(chǎn)量不足等缺點制約了GH901合金冶煉的發(fā)展。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能降低GH901合金的冶煉成本，同時滿足合金產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的GH901合金的冶煉方法。?

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種GH901合金的冶煉方法，所述冶煉方法包括如下步驟：?

a）將包括海綿鈦或中間合金的原材料裝入非真空感應(yīng)爐中冶煉，所述中間合金至少含有Ti，冶煉時控制非真空感應(yīng)爐中的化學(xué)成分為C0.025-0.035wt%、Ni?41-44wt%、Cr?11.8-13.2wt%、Mo?5.0-6.5wt%、B0.01-0.02wt%、Al?0.15-0.20wt%、Ti?3.2-3.25wt%及余量鐵，出鋼后澆注成GH901合金電極棒；?

b）用電渣爐對GH901合金電極棒進(jìn)行電渣重熔，出爐后空冷得到GH901?合金電渣錠。?

根據(jù)本發(fā)明的GH901合金的冶煉方法，其中，所述中間合金含有14-17wt%的Ti、48-51wt%的Ni、小于或等于0.3wt%的Al以及余量Fe。?