[發明專利]鎳基高溫合金返回料的合金純凈冶煉方法

有效

• 申請號: 201310268869.X
• 申請日: 2013-06-30
• 公開（公告）號: CN103382533A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 王巖;李陽;曾莉;李莎;李華英;車德會
• 申請（專利權）人: 太原鋼鐵（集團）有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明屬于鎳基高溫合金返回料的合金純凈冶煉方法，具體講是一種鎳基高溫合金617B返回料的合金純凈冶煉方法。

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背景技術

617B合金一種Ni-Cr-Co-Mo固溶強化型鎳基高溫合金，具有優良的耐腐蝕、抗氧化及良好的機械性能，主要應用于航空、航天、能源及石油化工領域。進入21世紀，火力發電不斷向提高鍋爐的蒸汽壓力及溫度方向發展，由目前的超超臨界（600℃）向先進超超臨界（700℃）發展過渡，617B合金被作為新一代火力發電鍋爐過熱器、再熱器及主蒸汽管道主要候選材料。作為火電用鍋爐管材，合金要經過真空感應冶煉—電渣重熔—均勻化—鍛造開坯—熱擠壓—冷軋—熱處理等復雜的生產工藝流程，并且每一步生產環節均要保證高質量。例如：真空錠、電渣錠、管坯需要進行切頭尾、表面扒皮處理等等，因此在生產過程中會產生一定量的返回料，合金的總體收得率在35~40%，尤其高溫合金中的Ni、Cr、Co、Mo等屬于國家稀缺的昂貴元素。617B合金在產量及應用規模擴大的情況下，返回料的應用已成為當務之急。

目前返回料回收普遍采用新料直接加入返回料的混合冶煉方式；或者采用直接用返回料熔煉澆注成合金錠，而后合金錠作為調劑料與新料混合冶煉的方式。以上返回料回收方法由于新料與返回料（或者返回料熔煉澆注成的合金錠）純度存在一定的差異，勢必對最終所得合金錠的冶金質量產生不利影響。

發明內容

為了克服現有鎳基高溫合金返回料的合金純凈冶煉方法的上述不足，本發明提供一種鎳基高溫合金617B返回料的合金純凈冶煉方法，本發明的冶煉方法冶煉出的鎳基高溫合金617B達到ASME?SB-167標準的要求，并且達到用于制造700℃—100MPa/10⁵h超超臨界鍋爐過熱器和再熱器材料的要求。

本鎳基高溫合金返回料的合金純凈冶煉方法，根據制造一次真空感應鑄錠的各成分的百分比不同，分為兩種有共同特征的冶煉方法。

方法一

一種鎳基高溫合金返回料的合金純凈冶煉方法，它包括下述的步驟：

Ⅰ、返回料預處理??

a??對鎳基高溫合金617B管材生產過程中的真空錠、電渣錠、管坯、荒管、冷軋管切頭尾所產生的塊狀返回料以及熱擠壓過程中產生的熱擠壓余頭料和熱擴孔擴余料，塊狀返回料進行噴丸和噴砂處理，將返回料表面的油污清理干凈；

b?對鎳基高溫合金617B管材生產過程中的真空錠、電渣錠、管坯表面及心部機加工處理的車削返回料進行200~300℃，2-4h的高溫烘烤處理，將車削返回料的表面油污清理干凈；

塊狀返回料與車削返回料重量配比在（3~5）：1之間：

Ⅱ、制造一次真空感應鑄錠

將鎳基高溫合金617B管材生產過程中的塊狀返回料置于真空感應爐內，車削返回料作為補加料在合金熔化期時分批加入；啟動真空設備抽真空，當真空度的壓強≤1Pa時開始送電（功率沒有限制，實時觀看爐內物料熔化情況調整功率大小），合金熔化期真空度的壓強≤5Pa；提高送電功率（提高到250~350KW），將合金熔液升溫至1550~1600℃時開始精煉，精煉時間為30~40min，精煉過程中進行底吹氬操作，有助于去除合金熔液中的氣體以及夾雜物，并且控制過程真空度的壓強≤5Pa；精煉結束后，停止送電，進行合金熔液冷凍處理，直至合金熔液表面結膜凝固，此步操作有助于進一步去除合金熔液中的氣體；將結膜的合金熔液重新加熱至1470~1520℃，澆注成一次真空感應鑄錠；

Ⅲ、準備二次真空感應冶煉

分析一次真空感應鑄錠的化學成分，一次真空感應鑄錠的化學成分的質量百分比達：

Cr??21.5~23%；???Co?11.5~12.5%；???Mo?8.5~9.5%；Al?1.1~1.5%；

Ti??0.3~0.6%；???C?0.03~0.06%；????Zr?0.02~0.045%；?B?0.003~0.005%；

其余為Ni時，則準備二次真空感應冶煉；

Ⅳ、二次真空感應冶煉

將一次真空感應鑄錠置于真空感應爐中，啟動真空設備抽真空，當真空度的壓強≤1Pa時開始送電，進行合金熔化，將合金熔液升溫至1550~1600℃進行精煉，精煉時間為30~40min，精煉過程中進行底吹氬操作，并且控制過程真空度的壓強≤5Pa。精煉結束后，同樣進行合金熔液冷凍處理，直至合金熔液表面結膜凝固。

Ⅴ、獲得617B合金