[發明專利]一種細化大尺寸GH4738鑄錠中的碳化物的方法

有效

• 申請號: 202110039125.5
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112359218B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 楊樹峰;楊曙磊;趙朋;曲敬龍;王寧;杜金輝;榮義;劉威;谷雨;周揚;徐志強
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;北京鋼研高納科技股份有限公司
• 主分類號: C22B9/20
• 分類號: C22B9/20;C22B9/05;C22C1/02
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 劉曉

1.一種細化大尺寸GH4738鑄錠中的碳化物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）提供用于制備GH4738鑄錠的原材料；

（2）將所述原材料進行真空感應熔煉；在所述真空感應熔煉的過程中，將所述原材料依次經化料和精煉后，在澆注前進行保溫處理20~30min，然后在氬氣保護下進行澆注，得到感應熔煉鑄錠；所述感應熔煉鑄錠的直徑為508~638mm；在所述真空感應熔煉的過程中，真空度為1×10^-3~5×10^-2Pa;

（3）將所述感應熔煉鑄錠進行表面處理后作為自耗電極，然后將所述自耗電極置于真空自耗爐內依次按照如下三個階段進行真空自耗熔煉：

起弧階段：所述起弧階段依次包括電壓電流增大階段和熔池穩定階段；在所述電壓電流增大階段，設定初始電壓為23.0~26.0V，初始電流為3.2~3.5kA，電壓和電流隨著熔煉時間逐漸增大直至進入所述熔池穩定階段；在所述熔池穩定階段，電壓穩定為26.0~28.5V，電流穩定為8.2~8.7kA；所述電壓電流增大階段的時間為90~100min，所述熔池穩定階段的時間為30~40min，所述起弧階段的總時間為120~140min；

穩定熔煉階段：電壓為27.0~28.5V，電流為7.0~7.6kA，熔滴短路時間為0.10~0.13s，熔速為3.5~4.0kg/min，熔煉時間為16~18h；在所述穩定熔煉階段，往所述真空自耗爐的結晶器的底部充入氦氣，所述氦氣的壓強為680~700Pa；

熱封頂階段：熱封頂階段的功率隨著所述自耗電極剩余質量的減小逐漸降低；所述熱封頂階段開始時的電壓為22.0~24.5V，電流為5.5~6.0kA，熔滴短路時間為0.08~0.10s，熔速為3.0~3.2kg/min；所述熱封頂階段結束時的電壓為20.0~22.3V，電流為2.8~2.9kA，熔滴短路時間為0.12~0.13s，熔速為0.4~0.5kg/min；熱封頂階段的時間為95~110min；在所述熱封頂階段，往所述真空自耗爐的結晶器的底部充入氦氣，所述氦氣的流量為50~100L/min；

（4）將經過真空自耗熔煉得到的自耗熔煉鑄錠在所述真空自耗爐內爐冷后進行脫錠，制得細化了碳化物的GH4738鑄錠。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述澆注的溫度為1420~1450℃。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

經真空感應熔煉得到的感應熔煉鑄錠中的氮含量為15~20ppm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述真空自耗熔煉的過程中，當所述自耗電極剩余的質量為初始質量的20%時，進行所述熱封頂階段。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

在步驟（4）中，在所述真空自耗爐內爐冷的時間為2~4h。

6.根據權利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于：

在步驟（3）中，所述感應熔煉鑄錠的表面處理為：通過機加工的方式切除步驟（2）得到的感應熔煉鑄錠的頭部和尾部，并使得所述感應熔煉鑄錠的表面目視無裂紋、凹坑、凸起和夾雜物。

7.根據權利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于：

所述GH4738鑄錠的化學成分范圍符合《GB/T 14992-2005高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號》標準中針對GH4738鑄錠的成分范圍規定。

8.根據權利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于：

所制得的GH4738鑄錠中的碳化物的最大直徑不大于4.8μm，平均直徑不大于2.4μm。

9.根據權利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于：

所述GH4738鑄錠的規格為3~6噸，直徑為560~710mm。