[發明專利]核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210281785.5
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102758096A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 張自生
• 申請（專利權）人: 貴州航天新力鑄鍛有限責任公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05
• 代理公司: 貴州省遵義科峰專利商標事務所 52105
• 代理人: 王妙德

技術領域

本發明屬于金屬材料制備技術領域，特別涉及一種核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法。

背景技術

高溫合金材料，主要應用于航空、航天和核電站的關鍵部件上，其對材料的力學性能、材料的純凈度要求很高。高溫合金材料的化學成份元素較多，它含有大量易氧化元素，對雜質元素和氣體含量的要求非常嚴格。因此，在制備高溫合金材料時，必須選用精料，即原料中的硫、磷、鉛、錫、砷、銻、鉍和氣體的含量要低，且無銹、無油污。

高溫合金材料中，用于核電站流量限制器用的的鎳基高溫合金材料，通常采用電弧爐與普通鑄錠工藝制備而成，其爐熔批量大，設備費用投入少，對高堿性渣的脫硫效果好，且可以使用返回料等。但由于其合金成分(特別是一些較活潑元素)燒損而不易控制，導致合金氣體含量較高，脫氧產物被大量殘留于鋼中，同時爐襯和盛鋼桶的耐火材料易使合金受到污染，澆注的過程易發生二次氧化，造成鋼中形成夾雜與氣泡等。

發明內容

本發明的目的，在于針對綜上所述的用常規的電弧爐與普通鑄定工藝制備的鎳基高溫合金材料存在的諸多問題，提供一種以真空感應熔煉、加入變質劑為主要特點的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法。

本發明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法，包括原材料準備、真空感應熔煉、加入變質劑、真空澆注、二次精煉步驟制備而成。該制備方法的步驟如下所述：

a、原材料準備：精選S、P、B、Co、As、Sn、Sb、Cu、Pb元素含量低的優質原材料，其所選原材料的化學成分重量百分比應滿足以下要求：S≤0.010％、P≤0.015％、B≤0.005％、Co≤0.05％、As≤0.001％、Sn≤0.0025％、Sb≤0.0025％、Cn≤0.05％、Pb≤0.0025％。

b、真空感應熔煉：將準備的原材料分三次裝入坩堝內，第一次裝入75～80％的原材料后即關閉爐蓋，真空度抽至0.1～0.6Pa，待通電熔化70～80％后，再第二次裝入10～15％的原材料，至原材料全部熔化完畢。測量鋼水溫度為1590～1620℃時，第三次補加5～10％的原材料作微合金化調整鋼水化學成分，使其化學成分的重量百分比滿足下述要求：C0.05～0.030％、Cr28.0～31.0％、Fe7.0～11％、Ni≥58.0％、S≤0.005％、P≤0.008％、B≤0.003％、Co≤0.03％、Al≤0.32％、N≤0.04％、Mg≤0.005％、Ti≤0.15％、Ta≤0.01％，鋼水溫度控制為1610～1620℃。

c、加入變質劑：真空感應熔煉后，在鋼水中加入0.05～0.15％的稀土作變質劑，它能加速鋼水結晶核的大量形成，提高鋼水的形核率，以變質劑為核心向四周擴展形成多而細的原始晶粒，提高鋼錠的原始晶粒度。所述的變質劑為鑭系或錒系稀土材料。

d、真空澆注：變質劑加入3～5分鐘后，即出鋼澆注，澆注溫度控制為1580～1610℃、時間為45～55秒。

e、二次精煉：真空澆注完畢后采用常規的電渣重溶工藝，即完成所述的鎳基高溫合金材料的制備。

本發明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法，不僅提高鋼錠的純凈度，而且降低鋼錠中的非金屬夾雜物和氣體含量，使制備的鎳基高溫合金材料完全符合ASME標準的要求，從而確保核電站流量限制器質量可靠，使用安全。

具體實施方式

以下對本發明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法作進一步敘述。

本發明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法，包括原材料準備、真空感應熔煉、加入變質劑、真空澆注、二次精煉步驟。

為驗證本發明的制備方法的可實施性，列舉以下的實例用于說明本發明，而不用于限制本發明的范圍，其具體操作步驟按以下選擇的實例進行：

a、原材料準備：精選S、P、B、Co、As、Sn、Sb、Cu、Pb元素含量低的優質原材料，其所選原材料的化學成分的重量百分比選擇其中的實例：S0.010％、P0.012％、B0.003％、Co0.03％、As0.001％、Sn0.002％、Sb0.0023％、Cn0.03％、Pb0.0022％。