一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法技术

一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，涉及冶金领域。合金板材按重量百分数计主要由以下合金元素成分组成：C：0.05％～0.15％；Cr：19％～24％；Ni：9％～24％；W：13％～16％；Fe：≤3％；Mn：1％～2％；Si：0.2％～0.4％；P：≤0.04％；S：≤0.015％；B：≤0.015％；La：0.03％～0.12％；余量为Co，该合金板材的表面、尺寸、性能满足标准，可用于制作航空发动机火焰筒；制备方法是将合金原材料采用真空感应、电渣重熔冶炼工艺路线进行冶炼，获得钢锭；将钢锭经锻造、轧制、固溶热处理、酸洗获得冷轧薄板，提高产品质量，为企业创造更多的经济效益。

Highly deformed cobalt base superalloy sheet with high lanthanum content and preparation method thereof

A highly deformed cobalt base superalloy sheet with high lanthanum content and a preparation method thereof, relating to the metallurgical field. According to the weight percentage, the alloy sheet is mainly composed of the following alloy elements: C:0.05% to 0.15%; Cr:19% to 24%; Ni:9% to 24%; W:13% to 16%; Fe: < 3%; Mn:1% ~ 2%; Si:0.2% to 0.4%; P: < 0.04%; S: less than 0.015%; B: < 0.015%; La:0.03% to 0.12%; Yu. The surface, size and properties of the alloy sheet can meet the standard, and it can be used to make an aeroengine flame tube. The preparation method is to smelt the alloy raw materials by vacuum induction and electroslag remelting smelting process. The ingot are obtained, and the ingot are forged, rolled, solid solution heat treatment and acid washing to get cold rolled sheet. Improve product quality and create more economic benefits for enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材及其制备方法
本专利技术涉及冶金领域，且特别涉及一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材及其制备方法。
技术介绍
随着航空发动机性能的不断提高，燃烧室进口温度、压力和出口温升逐步上升，高温燃气向火焰筒壁面的热辐射强度也随之增强，因而火焰筒所使用的高温合金板材是航空发动机的关键用材。同时针对航空发动机火焰筒等的结构特点：壁薄、尺寸精度要求高、结构复杂，因此，航空发动机的用材的使用条件苛刻。钴基高温合金是指钴含量为40％～65％的奥氏体高温合金。该合金在730～1100℃条件下具有一定的高温强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化能力，适于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的导向叶片和喷嘴导叶以及柴油机喷嘴等。因此，针对航空发动机火焰筒等特殊的用材要求，生产出合格的冷轧薄板具有很强的现实意义，能为国防建设做出贡献，社会效益显著。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材，其表面、尺寸、性能满足标准和用户使用要求，可用于制作航空发动机火焰筒。本专利技术的另一目的在于提供一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，采用真空感应、电渣重熔冶炼工艺路线，生产出合格的高镧含量的难变形高温合金冷轧薄板产品，提高产品质量，为企业创造更多的经济效益。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材，按重量百分数计，其主要由以下合金元素成分组成：C：0.05％～0.15％；Cr：19％～24％；Ni：9％～24％；W：13％～16％；Fe：≤3％；Mn：1％～2％；Si：0.2％～0.4％；P：≤0.04％；S：≤0.015％；B：≤0.015％；La：0.03％～0.12％；余量为Co。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，其合金密度为9～9.5g/cm3，熔化温度范围为1330～1410℃。一种上述的高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，其包括以下步骤：将合金原材料采用真空感应、电渣重熔冶炼工艺路线进行冶炼，获得钢锭；将钢锭经锻造、轧制、固溶热处理、酸洗获得冷轧薄板。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，合金原材料包括：1#Ni、J-Cr、J-W、J-Mn、J-Co、C块、工业硅、金属镧、硼铁。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，将合金原材料装入真空感应炉进行冶炼，具体是将合金原材料Ni、Cr、W、Co及部分的C装入坩埚，梯度加大功率；料平，加剩余部分的C；全熔，1470～1480℃；降低功率至150kw，1520～1530℃；充Ar200，加入J-Mn、工业硅、硼铁、金属镧；真空度＜1.0Pa方可给电熔炼，浇注成初锭。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，冶炼条件为：水压＞0.3MPa，风压＞0.6MPa，不得中断；炉子冷态真空度＜0.13Pa，漏气度＜0.13Pa/min；电极：Φ115mm×6支。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，将初锭在结晶器中、并在电极棒作用下采用交换电极方式重熔，重熔条件为：重熔电压50±2V，重熔电流4700±300A；电渣CaF2：Al2O3：CaO：MgO＝50％～60％：20％～30％：8％～12％：8％～12％；充填≥15min，炉冷≥30min，出炉后空冷；水温控制42～58℃，使用脱氧剂脱氧，得到钢锭。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，锻造的方法为：将钢锭在灶式炉中加热，在5～6h内，由600～700℃升温至1200～1250℃，保温2h，逐渐冷却；将冷却后的钢锭在电液锤上进行锻造开坯，锻成方坯，开锻温度≥1100℃，终锻温度≥950℃，回炉再烧时间1小时；将方坯进行轧制，轧制条件为：装炉温度：≤700℃；加热温度：1170～1210℃，加热时间：≥2h，保温时间＞1小时；开轧温度≥1100℃，终轧温度≥950℃，得到板材。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，轧制的方法为：热轧：荒轧温度1170～1200±10℃，精轧温度1130～1170±10℃，终轧温度≥920℃，加热时间按1.5min/mm+3～5min计算，热轧道次变形量≤20％，最后一火次变形量≥25％；冷轧：半成品总变形量30％～35％，成品总变形量25％～30％，最大道次变形量≤10％；退火：在辊底炉中进行，加热温度至1175～1205℃，按照1.5min/mm±10～12min，然后空冷或水冷。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，退火的具体方法为：半成品：加热温度1180±10℃，加热时间1.5min/mm+3～5min，空冷；成品：加热温度1150～1250℃，加热时间1.5min/mm+3～5min，空冷。本专利技术实施例的高镧含量的难变形钴基高温合金板材及其制备方法的有益效果是：高镧含量的难变形钴基高温合金板材按重量百分数计主要由以下合金元素成分组成：C：0.05％～0.15％；Cr：19％～24％；Ni：9％～24％；W：13％～16％；Fe：≤3％；Mn：1％～2％；Si：0.2％～0.4％；P：≤0.04％；S：≤0.015％；B：≤0.015％；La：0.03％～0.12％；余量为Co，该高镧含量的难变形钴基高温合金板材的表面、尺寸、性能满足标准和用户使用要求，可用于制作航空发动机火焰筒；该高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法是将合金原材料采用真空感应、电渣重熔冶炼工艺路线进行冶炼，获得钢锭；将钢锭经锻造、轧制、固溶热处理、酸洗获得冷轧薄板，采用真空感应、电渣重熔冶炼工艺路线，生产出合格的高镧含量的难变形高温合金冷轧薄板产品，提高产品质量，为企业创造更多的经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例采用真空感应熔炼高镧含量的难变形钴基高温合金母材熔炼功率曲线；图2为本专利技术实施例中锻造过程中的钢锭加热制度。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的高镧含量的难变形钴基高温合金板材及其制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材，按重量百分数计，其主要由以下合金元素成分组成：C：0.05％～0.15％；Cr：19％～24％；Ni：9％～24％；W：13％～16％；Fe：≤3％；Mn：1％～2％；Si：0.2％～0.4％；P：≤0.04％；S：≤0.015％；B：≤0.015％；La：0.03％～0.12％；余量为Co。高镧含量的难变形钴基高温合金是以Ni、Cr、W、Mn固溶强化的钴基合金，该合金具有较好的综合机械性能，耐磨、抗腐蚀、抗氧化、焊接性能较好，还具有较好的工艺塑性，可热加工成棒材、板材、丝材、锻件等。该高镧含量的难变形钴基高温合金板材的合金密度为9～9.5g/cm3，熔化温度范围为1330～1410℃。本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材，其特征在于，按重量百分数计，其主要由以下合金元素成分组成：C：0.05％～0.15％；Cr：19％～24％；Ni：9％～24％；W：13％～16％；Fe：≤3％；Mn：1％～2％；Si：0.2％～0.4％；P：≤0.04％；S：≤0.015％；B：≤0.015％；La：0.03％～0.12％；余量为Co。

【技术特征摘要】
1.一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材，其特征在于，按重量百分数计，其主要由以下合金元素成分组成：C：0.05％～0.15％；Cr：19％～24％；Ni：9％～24％；W：13％～16％；Fe：≤3％；Mn：1％～2％；Si：0.2％～0.4％；P：≤0.04％；S：≤0.015％；B：≤0.015％；La：0.03％～0.12％；余量为Co。2.根据权利要求1所述的高镧含量的难变形钴基高温合金板材，其特征在于，其合金密度为9～9.5g/cm3，熔化温度范围为1330～1410℃。3.一种如权利要求1所述的高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：将合金原材料采用真空感应、电渣重熔冶炼工艺路线进行冶炼，获得钢锭；将所述钢锭经锻造、轧制、固溶热处理、酸洗获得冷轧薄板。4.根据权利要求3所述的高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，其特征在于，所述合金原材料包括：1#Ni、J-Cr、J-W、J-Mn、J-Co、C块、工业硅、金属镧、硼铁。5.根据权利要求3所述的高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，其特征在于，将合金原材料装入真空感应炉进行冶炼，具体是将合金原材料Ni、Cr、W、Co及部分的C装入坩埚，梯度加大功率；料平，加剩余部分的C；全熔，1470～1480℃；降低功率至150kw，1520～1530℃；充Ar200，加入J-Mn、工业硅、硼铁、金属镧；真空度＜1.0Pa方可给电熔炼，浇注成初锭。6.根据权利要求5所述的高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，其特征在于，冶炼条件为：水压＞0.3MPa，风压＞0.6MPa，不得中断；炉子冷态真空度＜0.13Pa，漏气度＜0.13Pa/min；电极：Φ115mm×6支。7.根据权利要求5所述的高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王信才，何云华，裴丙红，肖桂华，
申请(专利权)人：攀钢集团江油长城特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51