[發明專利]一種用于高溫合金純凈化冶煉的稀土元素控制方法

有效

• 申請號: 202011303437.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112538577B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 謝君;舒德龍;侯桂臣;王振江;周亦胄;孫曉峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C19/03;C22C35/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

1.一種用于高溫合金純凈化冶煉的稀土元素控制方法，其特征在于：該方法是在冶煉高溫合金的過程中加入稀土中間合金，以避免原料存放期間產生的氧化，以及降低冶煉期間的稀土元素燒損率；所述稀土中間合金為Ni-Ce中間合金、Al-Y中間合金和Al-La中間合金中的一種或幾種；所述冶煉高溫合金的過程包括如下步驟：

(1)按照高溫合金化學成分準備合金原料，稀土元素以稀土中間合金的方式準備；

(2)將除Al和稀土中間合金之外的全部或部分合金原料加入真空感應熔煉爐熔化，進行高溫精煉；

(3)高溫精煉后降溫，降溫過程中加入稀土中間合金、Al金屬和剩余合金原料；降至低溫精煉溫度后進行低溫精煉；

(4)合金熔體澆注為母合金錠；

冶煉高溫合金的過程中，稀土元素的添加時機取決于加入稀土的目的性；

若添加稀土的主要目的為純凈化，則稀土元素需在高溫精煉后并降溫至比低溫精煉溫度高出10～20℃時添加，并按照公式(3)計算的重量含量添加稀土元素，即可達到深度純凈化的效果，并保證獲得產品合金中的O含量低于6ppm、N含量低于5ppm、S含量低于1ppm、稀土元素含量低于10ppm；

公式(3)中，C_RARE表示稀土元素的添加量，max(C_O,C_S)表示添加稀土的目的是脫氧或脫硫，若主要目的脫氧，則按照合金原料中的O元素含量計算，若主要目的為脫硫，則按照合金原料中的S元素含量計算；

若稀土元素為目標合金中的成分要求，則稀土元素需在高溫精煉后，且合金液溫度高于低溫精煉點40～70℃時添加，或在加入Al單質后加入，加入含量依稀土元素種類而定；當稀土元素為目標合金中的成分要求，稀土元素的加入量按如下公式(4)-(6)計算；

公式(4)-(6)中，c⁰為該稀土元素的設計成分含量。

2.根據權利要求1所述的用于高溫合金純凈化冶煉的稀土元素控制方法，其特征在于：冶煉高溫合金的過程中，根據公式(1)-(2)計算合金原料的供氧、供硫量；

公式(1)-(2)中，i表示冶煉高溫合金的第i種原料(i＝1、2、……、n，n為原料數量)；C_O為所有原料中O元素總的重量含量，C_S為所有原料中S元素總的重量含量，為第i種原料中的O元素重量含量，為第i種原料中的S元素重量含量，C_i為第i種原料在合金中的設計添加重量百分比濃度。

3.根據權利要求1所述的用于高溫合金純凈化冶煉的稀土元素控制方法，其特征在于：公式(4)-(6)適用于同時添加兩種或兩種以上稀土元素的情況。