[發(fā)明專利]一種制備先進超超臨界耐熱合金的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710686098.4
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107513641B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 耿鑫;姜周華;牛增輝;李花兵;師帥;李星
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種制備先進超超臨界耐熱合金的工藝，其特征在于，根據(jù)先進超超臨界耐熱合金的目標成分配置冶煉原料，其中，在目標碳含量基礎上多加0.01～0.04％重量百分比的碳，在目標鋁含量的基礎上多加0.3～0.5％重量百分比的鋁，利用真空感應爐在保護氣氛下熔煉將所述合金原料冶煉成合金錠，將所述合金錠作為自耗電極母材，經(jīng)過保護氣氛電渣重熔獲得先進超超臨界耐熱合金；

其中，所述真空感應爐熔煉包括如下步驟：

S101、配料及裝料：配置冶煉原料，所述冶煉原料包括：金屬鎳、鈷、鉬、鉻、鈮、錳或電解錳、碳、鋁、硅、海綿鈦；將所述金屬鎳、鈷、鉬、鉻、鈮按順序放入真空感應爐中，將所述碳、鋁、硅、海綿鈦和錳或電解錳加入料倉中；

S102、爐料熔化：抽真空，加熱使所述真空感應爐的爐料完全熔化；

S103、精煉期：待爐內(nèi)原料熔清后，向所述真空感應爐的爐內(nèi)通入氬氣，加入碳脫氧，待反應平穩(wěn)后，抽真空保持5～15min后，加入部分鋁脫氧，降溫，保持真空條件下5～10min；

S104、合金化：加熱使溫度達1480～1550℃，加入合剩余鋁，熔清后加Si、Ti，充氬氣，加入錳或電解錳進行合金化；

S105、澆鑄：降溫至1430～1460℃，澆鑄制備合金錠。

2.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟S102中，抽真空至真空度小于3pa；開始加熱采用低功率至爐料發(fā)紅，之后用最大功率加熱，熔化后繼續(xù)加熱使溫度達1500～1530℃。

3.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟S103中，所述氬氣的大小為8～15Kpa，所述抽真空的真空度小于3pa，所述降溫至1350～1400℃。

4.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟S104中，所述氬氣的大小為20Kpa，合金化后1500℃以上保溫5～10min。

5.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述保護氣氛電渣重熔包括如下步驟：

S201、自耗電極的制備：將所述合金錠焊接到假電極上，并與電極夾持器連接；

S202、預熔渣的準備及烘烤：選用預熔渣，并將預熔渣放入電阻爐內(nèi)，在600℃～800℃下烘烤5小時～8小時；

S203、加熱化渣：將所述S202烘烤后的預熔渣加入到氬氣保護電渣爐結(jié)晶器中，進行加熱化渣；

S204、重熔：所述步驟S203中渣料熔化后，在氬氣保護電渣爐內(nèi)重熔所述自耗電極；

S205、出模：電渣重熔結(jié)束后，鎳基合金緩慢冷卻出模，模冷時間至少1小時。

6.如權利要求5所述的工藝，所述保護氣氛電渣重熔采用銅制水冷結(jié)晶器。

7.如權利要求5所述的工藝，其特征在于，在步驟S203中，所述氬氣的流量為5～8NL/min，所述化渣的電壓為33～38V，所述化渣的電流為3500～5000A。

8.如權利要求5所述的工藝，其特征在于，在步驟S204中，所述氬氣的流量為5～8NL/min，重熔電壓為40～45V，重熔電流為5500～6000A。

9.如權利要求1-8中任一項所述的工藝，其特征在于，所述先進超超臨界耐熱合金的目標成分按重量百分比計為：Cr：23.5％～25.5％，Co：20％～22％，Mo：<0.6％，Nb：1.4％～2％，Ti:1％～2％，Al：0.9％～1.5％，Si：<0.5％，Mn：<0.3％，F(xiàn)e:<0.7％，C：<0.05％，Ni：余量。