[發明專利]鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011046871.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN114318059B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 馬天軍;田沛玉;余式昌
• 申請（專利權）人: 寶武特種冶金有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/03;C22C1/02;C22C1/06;C22B9/05;C22B7/00
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

本發明公開了鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金及其制備方法和應用，其中鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金以高溫合金廢料為原料，通過控制W、Mo、Co等含量，輔以Fe、Cr和Ni基體元素平衡控制，采用感應爐及AOD爐冶煉，嚴格控制O、N含量，同時將C、Nb、Al、Ti、B、Ce、Zr、La控制在較低水平，從而獲得能制備N06230、N08120等高溫合金的鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金，解決了高溫合金生產過程產生的含有W、Mo、Co以及B、Ce、Zr等的廢料無法循環利用的問題。

技術領域

本發明涉及鎳基合金領域，尤其涉及一種鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金及其制備方法和應用。

背景技術

高溫合金作為一類以鐵、鎳、鉻、鈷為基，加入W、Mo、Al、Ti、Nb大量強化元素和B、Ce、Zr等微量元素，而形成的能在600℃及以上高溫抗氧化或抗腐蝕，并能在一定應力作用下長時間工作的金屬材料，其相比于傳統金屬而言，在性能上具有較高的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的抗疲勞性能、抗蠕變性能、斷裂韌性、塑性、組織穩定性等綜合性能以及高的純潔度和可靠性；由于高溫合金自耗鋼錠、棒材、鍛件等在生產過程中會有大量的車屑、磨屑及料頭等廢料產生，塊狀廢料比較容易回收作為返回料重新冶煉，但是廢料中含有W、Mo、Co、Al、Ti、Nb等元素，部分廢料中還含有B、Ce、Zr、V等微量元素，因此塊狀廢料在異鋼種中使用難度比較大，而車屑類廢料使用難度更大，因為含有油污、冷卻液以及不可避免的混入其它合金的廢料，造成成分無法準確預測，給使用帶來更大困難，故高溫合金生產企業這類W、Mo、Co、Al、Ti、Nb類廢料經常積壓，大量的貴金屬原料無法循環利用，占用大量資金資源。

鑒于上述情況，亟待研發一種合金及其制備方法，能夠高溫合金生產過程產生的含有W、Mo、Co以及B、Ce、Zr等的廢料為原料，尤其是車削類等返回料，解決此類高溫合金廢料無法循環利用的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明目的是提供一種鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金及其制備方法和應用，以高溫合金廢料作為原料，通過控制W、Mo、Co等含量，輔以Fe、Cr和Ni基體元素平衡控制，采用中頻感應爐以及AOD爐冶煉，不僅嚴格控制了O、N的含量，同時還將C、Nb、Al、Ti、B、Ce、Zr、La控制在較低水平，從而制得能夠應用于N06230、N08120等合金制備的鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金，解決了高溫合金生產過程產生的含有W、Mo、Co以及B、Ce、Zr等的廢料無法循環利用的問題，提高了資源利用率。

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

本發明的第一方面提供一種鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金，包括按重量百分比計的如下成分：Cr:10～30％、W：1.0～3.0％、Mo：2.0～8.0％、Co：2.5～3.0％、Fe：3.5～8.0％、C≤0.02％、Mn≤0.5％、Si≤0.40％、Nb≤0.10％、Al≤0.10％、Ti≤0.10％、V≤0.01％、Cu≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.001％、N≤0.02％、O≤0.001％、B≤0.001％、Ce≤0.0005％、Zr≤0.0005％、La≤0.0005％、余量為Ni和不可避免的雜質。

優選地，所述鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金包括按重量百分比計的如下成分：Cr:15～30％、W：1.5～3.0％、Mo：2.0～6.0％、Co：2.5～3.0％、Fe：3.5～8.0％、C≤0.02％、Mn≤0.4％、Si≤0.40％、Nb≤0.02％、Al≤0.02％、Ti≤0.02％、V≤0.01％、Cu≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.001％、N≤0.02％、O≤0.001％、B≤0.0005％、Ce≤0.0005％、Zr≤0.0005％、La≤0.0005％，余量為Ni。

本發明的第二方面提供一種本發明第一方面所述的鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金的制備方法，包括以下步驟：

S1，以高溫合金廢料作為原料，根據鎳鉻鎢鉬鈷鐵中間合金的目標成分進行配料，然后采用感應爐進行化料，待原料全部熔清后，配入C元素，當溫度達到1550℃時，將鋼水轉入鋼包中；