[發(fā)明專利]一種大尺寸高鈮高溫706合金鑄錠及其冶煉工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910803959.1
• 申請(qǐng)日: 2019-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN111876651B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃爍;趙光普;張北江;段然;秦鶴勇;李連鵬;丑英玉;齊超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京鋼研高納科技股份有限公司;撫順特殊鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C33/02
• 分類號(hào): C22C33/02;C22C1/02;C22B9/18;C22F1/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 俞光明

1.一種大尺寸高鈮高溫706合金鑄錠的冶煉工藝，其特征在于，所述高鈮高溫合金大尺寸鑄錠為直徑在800mm以上，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述大尺寸高鈮高溫706合金鑄錠的化學(xué)成分為：

C≤0.02 wt%，Cr 15.5～16.5 wt%，Ni 40.0～43.0 wt%，Nb 2.8～3.2 wt%，Ti 1.5～1.8 wt%，Al 0.1～0.3 wt%，Si≤0.10 wt%，Mn≤0.20 wt%，P≤0.015 wt%，S≤0.0013 wt%，Co≤0.30 wt%，Mo≤0.20 wt%，B≤0.006 wt%，Cu≤0.30 wt%，Ca≤0.005 wt%，N≤0.006wt%，O≤0.005 wt%，F(xiàn)e 余量；

大尺寸高鈮高溫706合金鑄錠的冶煉工藝，包括以下步驟：

真空感應(yīng)熔煉：根據(jù)設(shè)計(jì)的合金成分要求，按單位重量的合金所需元素稱取純金屬原材料和/或返回料為原料，進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉，控制熔煉母液中Ni含量為40.0～43.0wt%，Nb含量為2.80～3.3wt%， Ti含量為0.5～2.0wt%，Al含量為0.2～0.5wt%，澆注多支成分相同的真空感應(yīng)錠；

交換電渣重熔：利用所制成的真空感應(yīng)錠制得相同數(shù)量的電渣電極；采用所有制得的電渣電極，氬氣保護(hù)狀態(tài)下進(jìn)行交換電渣重熔，所采用的渣系為CaF₂-CaO-Al₂O₃-TiO₂四元渣，CaF₂-CaO-Al₂O₃-TiO₂四元渣中CaF₂占60～75wt%，CaO占10～25wt%，Al₂O₃占8～13wt%，TiO₂占1～10wt%；交換電渣重熔結(jié)束后，冷卻，脫模，制得電渣錠：

一次真空自耗重熔：對(duì)脫模的電渣錠進(jìn)行一次退火、二次退火、鍛造拔長(zhǎng)至預(yù)定尺寸，制得一次自耗電極，其中二次退火溫度高于一次退火溫度；然后利用一次自耗電極進(jìn)行一次真空自耗重熔；

二次真空自耗重熔：對(duì)一次真空自耗重熔所得的一次自耗重熔錠，車光、平頭尾，得到二次自耗電極；然后利用二次自耗電極進(jìn)行二次真空自耗重熔，制備目標(biāo)直徑的鑄錠；

其中，制備電渣電極的方式為，對(duì)每支真空感應(yīng)錠直接去應(yīng)力退火，退火時(shí)，預(yù)先升溫至600～750℃，而后以5～45℃/h的速度升溫至800～1000℃并保溫4～32h，而后以1～35℃/h的速度冷卻至600～700℃保溫4～32h，而后空冷，然后再車光、平頭尾，即得電渣電極；

電渣重熔的穩(wěn)態(tài)熔速控制為5～15kg/min；并且，每次電極交換前，當(dāng)前一支電極剩余重量500kg～1000kg時(shí)，在穩(wěn)態(tài)熔速基礎(chǔ)上以0.5～2kg/min的斜率提高熔速至12～25kg/min時(shí)，保持穩(wěn)定至開始交換電渣電極，且交換電極過(guò)程保持交換前的冶煉參數(shù)，交換時(shí)間不超過(guò)2min；每次電極交換完成后，當(dāng)后一支電極熔化100kg～500kg后，以0.5～2kg/min的斜率降低熔速至穩(wěn)態(tài)熔速5～15kg/min，繼續(xù)重熔，至最后一支電極剩余200～600kg后開始熱封頂；交換電渣重熔結(jié)束后，冷卻2～10h，脫模，得電渣錠；

進(jìn)行多次真空自耗重熔步驟中，對(duì)脫模的電渣錠進(jìn)行一次退火、二次退火、鍛造拔長(zhǎng)至預(yù)定尺寸以制得一次自耗電極的具體實(shí)現(xiàn)方式如下，

對(duì)電渣錠，在脫模后0.5～2h內(nèi)啟動(dòng)一次退火，具體為，預(yù)先加熱至300～550℃，保溫12～32h實(shí)現(xiàn)均溫，然后以1～25℃/h的速度升溫至600～750℃保溫4～32h，而后以5～35℃/h的速度升溫至800～1000℃保溫4～32h，而后以1～35℃/h的速度冷卻至550～750℃保溫4～32h，而后空冷；

對(duì)一次退火完成后的電渣錠進(jìn)行二次退火，具體為，以5～35℃/h的速度升溫至800～1000℃，而后以1～25℃/h的速度升溫至1050～1150℃保溫4～32h，而后以1～25℃/h的速度升溫至1150～1250℃保溫24～72h，而后以1～35℃/h的速度冷卻至800～950℃保溫4～32h，而后空冷；

對(duì)二次退火后電渣錠，在鍛前加熱至1100～1180℃，鍛前加熱時(shí)間為4～12h，自由鍛采用3000噸以上的快鍛機(jī)單向拔長(zhǎng)，每道次單邊壓下量控制為5～30mm，終鍛溫度為850～1000℃；

對(duì)自由鍛拔長(zhǎng)之后的鋼錠，車光、平頭尾，得到一次自耗電極；

進(jìn)行一次真空自耗重熔時(shí)，穩(wěn)態(tài)熔速控制為3.5～7.5kg/min；開始熔煉800～2000kg后啟動(dòng)氦氣冷卻；剩余1500～5000kg后降低電流調(diào)整熔速至3.0～7.0kg/min；剩余200～1000kg后啟動(dòng)熱封頂，制得一次自耗重熔錠；

進(jìn)行二次真空自耗重熔時(shí)，穩(wěn)態(tài)熔速控制為4.0～8.5kg/min；開始熔煉1000～3000kg后通入氦氣冷卻；剩余2000～5500kg后降低電流調(diào)整熔速至3.0～7.5kg/min；剩余250～1500kg后啟動(dòng)熱封頂；

二次自耗重熔完成后，真空冷卻1～8h，而后在2h內(nèi)啟動(dòng)去應(yīng)力退火；退火時(shí)，預(yù)先加熱至300～750℃，保溫4～32h實(shí)現(xiàn)均溫，然后以5～50℃/h的速度升溫至800～1000℃，保溫4～32h，而后以1～35℃/h的速度冷卻至550～750℃保溫4～32h，而后空冷，即得目標(biāo)直徑的鑄錠。