[發明專利]一種高均勻性鎳合金細化工藝

在審

• 申請號: 202010836653.9
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111996399A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王啟
• 申請（專利權）人: 江蘇德龍鎳業有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22F1/10
• 代理公司: 鹽城博思維知識產權代理事務所(普通合伙) 32485
• 代理人: 翁文彬

本發明屬于鎳合金細化技術領域，尤其涉及一種高均勻性鎳合金細化工藝，針對現有的工藝細化鎳合金的抗拉強度和塑性差，夾雜物的存在損害材料熱加工塑性以及蠕變、持久和耐疲勞等性能，鎳合金棒坯的純凈度和均質化低的問題，現如今提出如下方案：(1)細化劑的制備：S1:備料，選取重量組成為如下的材料稀土金屬10?25％，鋁75?85％，鈦化物0.8?1.2％，氧化鈷4.2％?12％；S2:將步驟S1中準備的鋁加入惰性氣體保護的加熱爐中，升溫至1000?1100℃，待鋁完全熔化后，依次加入稀土金屬、鈦化物和氧化鈷，保溫30?40min，后停止加熱。本發明可提高細化鎳合金的抗拉強度和改善塑性，可防止因夾雜物的存在對材料性能的損害，可改善鎳合金棒坯的純凈度和均質化。

技術領域

本發明涉及鎳合金細化技術領域，尤其涉及一種高均勻性鎳合金細化工藝。

背景技術

鎳合金指以鎳為基加入其他元素組成的合金，加入的元素可提高鎳基的抗氧化性、耐蝕性、高溫強度和改善某些物理性能，廣泛應用于能源開發、化工和電子等領域，鎳合金在生產過程中，需基于化學添加劑法進行細化處理，增大金屬在結晶時晶核的數量，從而增大形核率，經細化工藝處理的材料性能得到明顯提高。

現有的鎳合金細化工藝，不具備良好的表面細化效果，影響了細化鎳合金的抗拉強度和塑性，鎳合金生產中存在組織疏松和晶粒粗大等問題導致鎳合金的性能不佳；不能有效除去合金中的氧且不能防止氧氣過吹，導致因過多脫氧劑加入而形成大量夾雜物，使得鎳合金中的有害元素不可控，因夾雜物的存在會對材料熱加工塑性以及蠕變、持久和耐疲勞等性能造成損害，影響了鎳合金在細化操作時的質量；不能消除材料中的σ相脆性，導致其加熱后塑性和韌度降低，鎳合金棒坯的純凈度和均質化不佳。

發明內容

本發明提出的一種高均勻性鎳合金細化工藝，解決了傳統工藝細化鎳合金的抗拉強度和塑性差，夾雜物的存在損害材料熱加工塑性以及蠕變、持久和耐疲勞等性能，鎳合金棒坯的純凈度和均質化低的問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種高均勻性鎳合金細化工藝，包括以下步驟：

(1)細化劑的制備：

S1:備料，選取重量組成為如下的材料稀土金屬10-25％，鋁75-85％，鈦化物0.8-1.2％，氧化鈷4.2％-12％；

S2:將步驟S1中準備的鋁加入惰性氣體保護的加熱爐中，升溫至1000-1100℃，待鋁完全熔化后，依次加入稀土金屬、鈦化物和氧化鈷，保溫30-40min，后停止加熱；

S3:對經S2燒制得到的物料進行冷卻，得到鋁酸鈷細化劑，備用。

(2)真空熔煉：選取鎳合金置于真空電弧爐中進行進行高溫熔煉；

(3)脫氧處理：向經步驟(2)處理的熔融物中加入脫氧劑，后對真空電弧爐進行吹氧去碳，在吹氧去碳操作時，對爐廢氣進行分析以防止氧氣過吹，有效避免因過多脫氧劑加入而形成大量夾雜物；

(4)細化處理：向經步驟(3)處理的熔融物中加入經步驟(1)制備得到的鋁酸鈷細化劑，置于惰性氣氛電渣爐中進行熔融處理；

(5)澆筑成型：經步驟(4)細化得到的熔體送入流槽和鑄模中，鑄模位于流槽末端的下方，冷卻水從流槽的下端進入其內腔后從上端流出以確保流槽不被熔化，熔體流過流槽后，依次經快鍛機和徑鍛機處理得到呈棒材型的鎳合金；

(6)擴散退火：對經步驟(5)處理得到的鎳合金進行鐵素體相檢測，當鐵素體相體積分數為15-20％時，進行350-500℃的加熱處理以消除脆性。

作為優選技術方案，步驟(1)中所述稀土金屬的含量組成為鑭30-80％、釔20-70％、鈰20-70％。

作為優選技術方案，步驟(2)中所述鎳合金選用K35鎳基高溫合金。