本发明涉及金属冶炼领域,尤其涉及高温合金渣系气体保护技术。
背景技术:
Ni-Cr-Co基高温合金是一种沉淀强化型合金,具有较高的蠕变强度和抗氧化性能,适宜在复杂苛刻的环境下服役。电渣重熔具有精炼提纯和定向凝固等功能,可以改善铸锭的内部组织,减少非金属夹杂物,改善热加工性能。由于该合金含大量沉淀强化元素Al、Ti、Nb,液态合金凝固过程枝晶偏析较严重。元素的偏析导致非平衡析出相出现,形成枝晶间Laves相、δ相、γ-γ′共晶等有害脆性相,对合金的组织和热加工性都产生不利影响;同时,该合金要求较低的气体含量、高纯净度,极低的硫含量;易氧化元素Al、Ti在重熔过程烧损而造成钢锭头尾成分偏差大。所以冶炼环节工艺参数,尤其是渣系的选择是保证重熔质量的关键。
技术实现要素:
针对现有技术的上述缺陷,本发明的目的是提供高温合金渣系气体保护技术,保证了较低的气体含量、高纯净度,极低的硫含量。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
高温合金渣系气体保护技术,采用三元预熔渣CaF2-Al2O3-CaO,其中CaF2的质量百分比为55%~75%;Al2O3的质量百分比为10%~20%;CaO的质量百分比为10%~20%,提高了CaF2比例10%,降低Al2O3、CaO比例各5%,并且配加MgO和TiO2, 其中MgO的质量百分比为3%~5%;TiO2的质量百分比为3%~5%。
其中,所需的电渣重熔工艺参数:电渣重熔电极坯为500kg,真空感应炉冶炼的Φ280mm钢锭,电极坯表面处理为表面磨光,电渣炉类型为500kg保护气氛电渣炉,电渣充填比0.77。
本发明的有益效果是:本发明提供的高温合金渣系气体保护技术,较低的气体含量、高纯净度,极低的硫含量。保证了重熔质量,提高了高温合金元素的洁净度、降低显微偏析的影响、降低烧损率;。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的优选实施例进行详细描述。
高温合金渣系气体保护技术,采用三元预熔渣CaF2-Al2O3-CaO,其中CaF2的质量百分比为55%~75%;Al2O3的质量百分比为10%~20%;CaO的质量百分比为10%~20%,提高了CaF2比例10%,降低Al2O3、CaO比例各5%,并且配加MgO和TiO2,其中MgO的质量百分比为3%~5%;TiO2的质量百分比为3%~5%。
进一步,所需的电渣重熔工艺参数:电渣重熔电极坯为500kg,真空感应炉冶炼的Φ280mm钢锭,电极坯表面处理为表面磨光,电渣炉类型为500kg保护气氛电渣炉,电渣充填比0.77。
优选实例:采用两种渣系进行了电渣重熔试验对比,研究渣系对电渣重熔Ni-Cr-Co基高温合金元素烧损、洁净度、显微偏析的影响。
试验采用VIM+ESR双联工艺冶炼的Ni-Cr-Co合金,其成分为(质量分 数%):Ni:50;Cr:24.5~25.5;Mo:0.5;Co:19.5~20.5;Nb:1.6;Al:1.3~1.5;Ti:1.3~1.5;Si≤0.2;Fe≤0.7;S≤0.001。
试验选择A、B两种五元含Ti渣系。渣系A中CaO质量分数为18%~22%,为防止吸潮,采用四元预熔渣CaF2-Al2O3-CaO-MgO,再配加3%的TiO2;渣系B采用三元预熔渣CaF2-Al2O3-CaO,提高CaF2比例10%,降低Al2O3、CaO比例各5%,并且配加MgO和TiO2。电渣重熔其他工艺参数:电渣重熔电极坯为500kg,真空感应炉冶炼的Φ280mm钢锭,电极坯表面处理为表面磨光,电渣炉类型为500kg保护气氛电渣炉,电渣充填比0.77。
试验结果如下:
结果1:两种渣系重熔Al、Ti烧损率都小于7.0%,钢锭头尾Al、Ti偏差均≤0.05%;
结果2:两种渣系冶炼的合金[O]、[N]、[S]纯净度都较高,但采用渣系A电渣锭底部w[H]增加约为2×10-6,而采用渣系B冶炼的电渣锭底部基本不增氢。
结果3:采用渣系A重熔的合金枝晶间有明显的Laves-δ及一次碳化物析出相,而采用渣系B重熔的合金只有一次碳化物析出相。
综上所述,本发明提供的高温合金渣系气体保护技术,较低的气体含量、高纯净度,极低的硫含量。保证了重熔质量,提高了高温合金元素的洁净度、降低显微偏析的影响、降低烧损率。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应 所述以权利要求的保护范围为准。