[發(fā)明專利]一種用于冶煉含稀土Ce的GH3625鎳基合金的渣系及其電渣重熔冶煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010133680.X
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111139365B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付華清;司周祥;劉小佩;徐曉平;姜周華;董艷伍;李毓碩;董君偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海一郎合金材料有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;C22C1/03;C22C19/05
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 汪家瀚

本發(fā)明涉及一種用于冶煉含稀土Ce的GH3625鎳基合金的渣系及其電渣重熔冶煉方法，該渣系的成分按重量百分比包括20～25％的CaO、17～21％的Al₂O₃、5～7％的NaF、3～5％的MgO、1～2％的TiO₂、4～6％的CeO₂、1～2％的SiO₂、余量為CaF₂。該渣系適用于含稀土的GH3625合金電渣重熔冶煉，能很好地解決在電渣重熔冶煉含Ce的GH3625合金過程中發(fā)生的Ce、Al、Ti燒損問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于冶煉含稀土Ce的GH3625鎳基合金的渣系及其電渣重熔冶煉方法。

背景技術(shù)

鎳基合金GH3625是一種固溶強化型鎳基變形高溫合金，最初國際上把該合金作為高強度超臨界火電機組的鍋爐蒸汽管道材料而研發(fā)，但是由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、可加工性、耐蝕性、穩(wěn)定性和可焊接的綜合性能使其成為長期工程應(yīng)用中最成功的鎳基高溫合金之一。

現(xiàn)階段生產(chǎn)GH3625合金的冶煉工藝為真空感應(yīng)熔煉(VIM)+真空電弧熔煉(VAR)。但是VAR對雜質(zhì)元素幾乎沒有脫除能力，在冶煉中容易帶入坩堝材料，造成新的污染；此外VAR冶煉的合金表面質(zhì)量較差，需要進(jìn)行更多的加工處理。

電渣重熔鑄錠具有成分均勻、純凈度高、組織致密等特點，因此電渣重熔是高溫合金的重要冶煉手段。對比VAR工藝，電渣重熔設(shè)備簡單，生產(chǎn)費用低廉，操作方便，鑄錠表面光潔，熱塑性好，成材率高。電渣重熔產(chǎn)品在純凈度方面不亞于真空電弧重熔，去硫、去除非金屬夾雜物均超過真空電弧重熔。在冶煉鎳基合金領(lǐng)域，電渣重熔已經(jīng)逐漸取代VAR成為更受關(guān)注的冶煉工藝。

稀土Ce是冶金工業(yè)中常用到的合金添加劑，在GH3625合金中加入一定量的稀土Ce后，其耐蝕性能、抗拉強度有著一定的提高。但是含稀土Ce的GH3625合金在冶煉上有著一定的問題，即在經(jīng)過電渣重熔二次精煉后合金中Ce元素以及其他易氧化元素的燒損，因此需要開發(fā)新的電渣重熔工藝來解決這一問題。

為了提高冶煉的質(zhì)量，開發(fā)了適用于冶煉含稀土Ce的GH3625鎳基合金的電渣重熔用渣系。由于在電渣重熔過程中易氧化元素的氧化問題，因此所設(shè)計的渣系中加入了MgO這一組元，以降低冶煉過程中渣池的吸氣能力，并且針對合金中稀土元素Ce加入CeO₂組元。

電渣重熔要求其使用的渣系有合適的物性參數(shù)，其中，渣系熔化溫度、黏度是判斷渣系是否適合合金冶煉的最主要因素，在渣系中加入MgO、CeO₂后，渣系熔化溫度、黏度升高，為此加入NaF來調(diào)節(jié)渣系物性參數(shù)。

在電渣重熔冶煉過程中，渣池吸氧是導(dǎo)致冶煉后鑄錠中氧含量增高、易氧化元素?zé)龘p的原因之一，因此在冶煉過程中向渣池中加入鋁粒是一種極好的抑制合金中易氧化元素?zé)龘p的方法。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種用于冶煉含稀土Ce的GH3625鎳基合金。該渣系用于電渣重熔冶煉GH3625合金，通過使用本發(fā)明所提供的渣系以及冶煉方法，可以解決電渣重熔冶煉含稀土Ce的GH3625鎳基合金過程中發(fā)生的Ce、Ti元素?zé)龘p問題。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種用于冶煉含稀土Ce的GH3625鎳基合金渣系，其特征在于，其渣系的成分按重量百分比包括20～25％的CaO、17～21％的Al₂O₃、5～7％的NaF、3～5％的MgO、2～3％的TiO₂、4～6％的CeO₂、1～2％的SiO₂、余量為CaF₂。