公开了真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法以及制备镍基高温合金的方法。该真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃‑180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480‑500。该控制方法可以稳定地控制Mg的回收率，使得冶金质量稳定。
【技术实现步骤摘要】
本申请大体上属于合金材料领域，更具体地，本申请涉及真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法。
技术介绍
镍基高温合金具有优良的抗腐蚀、抗氧化、高温力学性能，在航空、航天、能源及石油化工领域有广泛应用。由于镍基高温合金使用环境与条件非常苛刻，因此对钢质纯净度要求极高，化学成分控制要求精准。目前镍基高温合金广泛采用真空感应冶炼(VIM)+气氛保护电渣重熔(ESR)或者真空感应冶炼(VIM)+真空自耗(VAR)方式生产，以保证钢锭纯净度及冶金质量。在镍基高温合金中，Mg常作为非常重要的微合金化元素进行添加，以提升产品热加工性、塑韧性以及高温持久等性能。在ESR或VAR工序，由于有惰性气体保护，Mg的回收率可以稳定控制，但是作为前工序的VIM在冶炼过程中发现，由于Mg化学性质非常活泼，其回收率难以精确控制，造成VIM铸锭中Mg含量波动较大，使最终产品质量不稳定。概述一方面，本申请涉及真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法，其包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃-180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480-500。另一方面，本申请涉及制备镍基高温合金的方法，其包括：真空感应冶炼步骤，其中所述真空感应冶炼步骤包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃-180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480-500。再一方面，本申请涉及镍基高温合金，其由包括真空感应冶炼步骤的方法制备，其中所述真空感应冶炼步骤包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃-180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480-500。详述在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下仍实现实施方案。除非本申请中另有要求，在整个说明书和所附的权利要求书中，词语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。在整个说明书中提到的“一实施方案”、“实施方案”、“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。定义在本文中，“高温合金”系指在600℃以上以及在一定应力条件下长期工作，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和热腐蚀性，良好的疲劳、断裂韧性等综合性能的材料。在本文中，“镍基高温合金”系指以镍为基体(合金中Ni≥40％)在650℃-1200℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。在本文中，“微合金化”系指在钢中加入少量特殊的合金元素(如硼、镁、锆、稀土等)以提高性能的工艺技术。具体实施方案一方面，本申请涉及真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法，其包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃-180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480-500。在某些实施方案中，合金的液相线温度是指合金由固态完全转变为液态的临界温度，为非常重要的工艺参数值。在微合金化期时，当钢液温度低于：合金液相线温度(℃)+150℃时，液体的流动性不足，当加入微合金元素后，不能使元素充分溶解与扩散，从而导致铸锭中微合金化元素分布不均匀；当钢液温度高于：合金液相线温度(℃)+180℃时，由于钢液温度过高，促使钢液与坩埚发生化学侵蚀反应，使坩埚分解并释放出氧气，当加入微合金元素后，元素优先与钢液中的氧反应，从而导致其回收率无法准确控制。在某些实施方案中，镍基高温合金中，影响Mg回收率因素除上述的温度之外，合金成分体系及微合金化时炉内真空度也是非常重要的影响因素。镍基高温合金中Ni+Cr含量占绝对优势(一般大于60％)，从而对合金的液态化学性质影响最大。由于Mg的蒸汽压非常高，极易挥发，虽然Mg以Ni-Mg化合物形式加入到钢液中，但是在过高真空度以及高温作用条件下，Mg挥发严重，回收率无法控制。因此，在微合金化期加入Mg元素时，需对炉内充氩气，增加炉内压力。但是当炉内压力较低时，Mg的回收率降低(一般低于40％)，当炉内压力较高时，虽然可提高Mg的回收率，但是金属液的流动性显著降低，导致浇注铸锭表面结疤以及二次缩孔。因此在同时满足上述a)和b)条件时，Mg回收率可以稳定地控制在约80％-85％，并且铸锭浇注质量很高。在某些实施方案中，能够用于本申请的镍基高温合金中，基于质量百分比，Ni≥40％。在某些实施方案中，本申请的真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法能够将Mg回收率稳定地控制在约80％-85％。另一方面，本申请涉及制备镍基高温合金的方法，其包括：真空感应冶炼步骤，其中所述真空感应冶炼步骤包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃-180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480-500。在某些实施方案中，本申请的制备镍基高温合金的方法还包括在微合金化期之前的精炼期。在某些实施方案中，本申请的制备镍基高温合金的方法中的精炼期约为30min-40min。在某些实施方案中，本申请的制备镍基高温合金的方法中的精炼期内，炉内真空度约为10Pa以下。在某些实施方案中，本申请的制备镍基高温合金的方法还包括在所述微合金化期之前的合金化期。在某些实施方案中，本申请的制备镍基高温合金的方法中的合金化期内，向钢液中加入Al和Ti中的一种或两种。在某些实施方案中，本申请的制备镍基高温合金的方法中，向钢液中加入Al和Ti中的一种或多种，并搅拌约5min-10min。在某些实施方案中，本申请的制备镍基高温合金的方法还本文档来自技高网...
【技术保护点】
真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法，其包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃‑180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480‑500。
【技术特征摘要】
1.真空感应冶炼中控制镍基高温合金中镁含量的方法，其包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃-180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480-500。2.制备镍基高温合金的方法，其包括：真空感应冶炼步骤，其中所述真空感应冶炼步骤包括：a)在微合金化期时，调节钢液温度，使其满足：合金液相线温度(℃)+(150℃-180℃)；以及b)钢液温度满足a)中的标准后，向所述真空感应炉内充氩气，使得炉内压力＝(冶炼合金中Ni含量+冶炼合金中Cr含量)/0.01×K，其中炉内压力单位为Pa；冶炼合金中Ni含量、Cr含量以％表示；K为修正系数，单位为Pa，取值480-500。3.如权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，高建兵，徐芳泓，曾莉，李阳，李莎，
申请(专利权)人：太原钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
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