[發明專利]一種鐵鎳基高溫合金電渣錠控制鋁鈦燒損的冶煉方法

有效

• 申請號: 202010905796.0
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN111961875B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 黃爍;趙光普;張北江;李連鵬;丑英玉;秦鶴勇;張文云;段然;王沖
• 申請（專利權）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: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;C22C1/03;C22C1/06;C22C19/05;C22C30/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 趙萬凱

本發明提供一種鐵鎳基高溫合金電渣錠控制鋁鈦燒損的冶煉方法，其采用配比為CaF₂ 55~65%、Al₂O₃ 15~20%、CaO 15~20%和TiO₂ 2~6%的四元渣系，優化了電渣重熔啟動階段、熔煉階段和充填階段的電制度，適合于成分為Ni 41.5~53.0，Cr 16.0~18.0，Al 0.3~0.5，Ti 0.9~1.8，Nb 3.0~5.0，C0.01~0.04，Fe為余量，直徑為810~1100mm的鐵鎳基高溫合金電渣錠的冶煉。本發明所述鐵鎳基高溫合金電渣錠控制鋁鈦燒損的冶煉方法，能夠有效解決直徑810mm~1100mm大尺寸鐵鎳基高溫合金電渣錠重熔過程中鋁元素和鈦元素的燒損問題。

技術領域

本發明屬于高溫合金技術領域，具體涉及一種鐵鎳基高溫合金電渣錠控制鋁鈦燒損的冶煉方法。

背景技術

鐵鎳基高溫合金以以Fe和Ni元素為基體，合金中加入合金中加入Co、Cr、Mo、Al、Ti、Nb、B、C等元素，制備而成的一類高溫合金。

對于鐵鎳基高溫合金來說，Al、Ti和Nb元素是鐵鎳基高溫合金中重要的合金元素，Al和Ti元素能與Ni元素形成一種化學組成為Ni₃(Al,Ti)的強化相γ′相，Nb能與Ni形成一種化學組成為Ni₃Nb的強化相γ″相。沉淀強化型鐵鎳基高溫合金主要依靠γ′相和γ″相強化，這種強化效果則與合金中的Al和Ti元素含量直接相關。然而，高鈦低鋁的鐵鎳基高溫合金在電渣重熔過程中會發生一定程度的燒損，進而影響到合金的性能一致性和穩定性。這是由于Al和Ti元素是活潑的易氧化元素，而熔渣的主成分是還原性氧化物，在重熔過程中Al和Ti元素會與熔渣中的氧化物發生還原反應，造成鋼錠沿縱向出現Al和Ti元素含量的梯度變化，這造成了鋼錠力學性能波動、質量穩定性差等嚴重后果。這些技術瑕疵都將導致生產的鋼錠無法滿足技術指標要求，影響合格率；還會造成鋼錠批次質量的穩定性，影響服役可靠性。

因此，有必要提供改進的技術方案以克服現有技術中存在的技術問題。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種鐵鎳基高溫合金電渣錠控制鋁鈦燒損的冶煉方法，能夠有效解決直徑810mm～1100mm大尺寸鐵鎳基高溫合金電渣錠重熔過程中鋁元素和鈦元素的燒損問題。

本發明第一方面提供一種鐵鎳基高溫合金電渣錠控制鋁鈦燒損的冶煉方法，所述冶煉方法包括：在電渣重熔爐中裝入冶煉電極和四元渣系的渣料，經過所述啟動階段、熔煉階段和充填階段制備得到鐵鎳基高溫合金電渣錠；所述冶煉方法采用所述四元渣系進行電渣重熔，所述四元渣系的渣料的組成和重量百分比為CaF₂ 55～65％、Al₂O₃ 15～20％、CaO15～20％和TiO₂ 2～6％。通過該技術手段，調整電渣中Al₂O₃與TiO₂的合理配比，抑制高鈦低鋁的鐵鎳基高溫合金電渣錠冶煉過程中Al和Ti元素的燒損，進而改善電渣錠的成分均勻性。

優選地，對于如前所述的冶煉方法，所述鐵鎳基高溫合金電渣錠直徑為810～1100mm，重量為6000kg～25000kg。通過該技術手段，能夠制備大尺寸的鐵鎳基高溫合金電渣錠，滿足發動機與燃氣輪機所需大尺寸高溫合金部件的電渣錠冶煉要求。

優選地，對于如前所述的冶煉方法，在采用所述的冶煉方法進行冶煉的過程中，Al元素鋼錠的頭尾差值為0～0.02％，Ti元素鋼錠的頭尾差值為為-0.02～0.02％。。通過該技術手段，能夠解決大尺寸含Al、Ti的鐵鎳基高溫合金電渣錠頭尾的Al、Ti元素不均勻問題，提高其所制備部件的成分均勻性，提高質量穩定性。