【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高温合金冶炼，尤其涉及一种低膨胀高温合金钢锭、制备方法及应用。
技术介绍
1、gh2909是第三代低膨胀高温合金，该合金具有低的热膨胀系数、几乎恒定的弹性模量以及良好的综合力学性能，广泛应用于制造发动机涡轮中层机匣、轴、承力环和蜂窝支撑环等间隙控制零件，对提高发动机效率、推力，减少燃气损失，降低油耗，延长零部件寿命等都具有重要的作用。随着不同型号的国产航空发动机的研制和定型批产，gh2909合金大规格棒材年需求量将达到300-500吨，年产值预计达到0.9-1.5亿元。
2、目前的gh2909合金的冶炼工艺多采用真空感应+真空自耗的双联冶炼方式，由于gh2909合金元素含量高，钢锭凝固过程中内部传热不良，且冷却过程中有大量的强化相析出，真空感应炉冶炼的电极棒受热应力和强化相析出产生的组织应力的叠加影响，会使电极棒内部产生大量裂纹，使电极棒内部组织连续性变差。在下个工序真空自耗的冶炼过程中，电极棒的内部裂纹会发生掉块，造成冶炼熔速波动以及熔池内液面波动，从而严重影响自耗锭(gh2909合金钢锭)质量，严重情况下可能造成自耗锭报废。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种低膨胀高温合金钢锭、制备方法及应用，可以完全释放钢锭内部应力，消除钢锭内部裂纹，防止真空自耗冶炼过程中电极棒掉块，提高真空自耗锭质量，提升真空自耗工序的合格率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种低膨胀高温合金钢锭，所述低膨胀高温合金钢锭的组成按质量百分比计包括：c：≤0
3、其中，所述低膨胀高温合金钢锭为gh2909合金钢锭。
4、本专利技术还提供一种低膨胀高温合金钢锭的制备方法，所述方法包括：
5、对原料进行真空熔炼、真空浇铸和脱模处理，获得脱模后的电极棒；
6、将温度维持在900℃以上的脱模后的电极棒转入预先预热至800-900℃的退火炉内进行退火处理，获得退火后的电极棒；
7、对退火后的电极棒进行真空自耗熔炼，获得低膨胀高温合金钢锭；
8、其中，所述原料的组成按质量百分比计包括：c：≤0.06％，ni：35-40％，co：12-16％，ti：1.3-1.8％，si：0.25-0.5％，b：≤0.012％，fe：余量。
9、可选的，所述对原料进行真空熔炼、真空浇铸和脱模处理，获得脱模后的电极棒，包括：
10、将原料装入真空感应炉进行真空熔炼，获得钢水；
11、采用真空浇铸中的上注法，将钢水浇铸为电极棒；
12、对电极棒进行脱模处理，获得脱模后的电极棒。
13、可选的，所述真空熔炼的条件参数包括：真空度≤1pa，精炼温度1520-1570℃，出钢温度1400-1490℃。
14、可选的，所述脱模后的电极棒转入退火炉的时间≤15min。
15、可选的，所述将温度维持在900℃以上的脱模后的电极棒转入预先预热至800-900℃的退火炉内进行退火处理，获得退火后的电极棒，包括：
16、将温度维持在900℃以上的脱模后的电极棒转入预先预热至800-900℃的退火炉内；
17、退火炉以10℃/min的速度升温至940℃-990℃，并保温16-22h，保温时间结束后，关闭天然气；
18、脱模后的电极棒在退火炉中自然冷却，当退火炉的温度≤400℃将脱模后的电极棒转出退火炉，并空冷至室温后获得退火后的电极棒。
19、可选的，所述对退火后的电极棒进行真空自耗熔炼，获得低膨胀高温合金钢锭，包括：
20、对退火后的电极棒切除冒口端，并扒皮修整，获得修整后的电极棒；
21、对修整后的电极棒进行真空自耗熔炼，获得低膨胀高温合金钢锭。
22、可选的，所述真空自耗熔炼的熔速为2.0-3.2kg/min。
23、可选的，所述对修整后的电极棒进行真空自耗熔炼，获得低膨胀高温合金钢锭，包括：
24、对修整后的电极棒进行真空自耗熔炼，获得真空自耗熔炼后的电极棒；
25、对真空自耗熔炼后的电极棒进行真空脱模，并在保温罩内罩冷≥48h，获得低膨胀高温合金钢锭。
26、本专利技术还提供一种低膨胀高温合金钢锭的应用，所述低膨胀高温合金钢锭在航空发动机方面的应用。
27、本专利技术的技术效果和优点：
28、本专利技术通过对低膨胀高温合金钢锭的凝固过程的热力学分析，确定了低膨胀高温合金钢锭在凝固及冷却过程中laves、ε及γ相的析出温度范围。采用940℃-990℃的温度红送退火(红送退火是指：在确保电极棒脱模后的温度在900℃以上，并及时转运至退火炉内退火)，可以在消除钢锭内部热应力的同时，防止强化相的析出，避免组织应力对电极棒的影响，避免电极棒内部产生裂纹。采用此技术方案后，电极棒在真空自耗冶炼过程中，熔速平稳，熔池稳定，消除了自耗过程中的掉块现象，冶炼出的自耗锭(低膨胀高温合金钢锭)质量优质，提高了真空自耗锭质量，提升了真空自耗工序的合格率。
29、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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1.一种低膨胀高温合金钢锭，其特征在于，所述低膨胀高温合金钢锭的组成按质量百分比计包括：C：≤0.06％，Ni：35-40％，Co：12-16％，Ti：1.3-1.8％，Si：0.25-0.5％，B：≤0.012％，Fe：余量；
2.基于权利要求1所述的低膨胀高温合金钢锭的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对原料进行真空熔炼、真空浇铸和脱模处理，获得脱模后的电极棒，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述真空熔炼的条件参数包括：真空度≤1Pa，精炼温度1520-1570℃，出钢温度1400-1490℃。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脱模后的电极棒转入退火炉的时间≤15min。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将温度维持在900℃以上的脱模后的电极棒转入预先预热至800-900℃的退火炉内进行退火处理，获得退火后的电极棒，包括：
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对退火后的电极棒进行真空自耗熔炼，获得低膨
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述真空自耗熔炼的熔速为2.0-3.2kg/min。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对修整后的电极棒进行真空自耗熔炼，获得低膨胀高温合金钢锭，包括：
10.基于权利要求1所述的低膨胀高温合金钢锭的应用，其特征在于，低膨胀高温合金钢锭在航空发动机方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种低膨胀高温合金钢锭，其特征在于，所述低膨胀高温合金钢锭的组成按质量百分比计包括：c：≤0.06％，ni：35-40％，co：12-16％，ti：1.3-1.8％，si：0.25-0.5％，b：≤0.012％，fe：余量；
2.基于权利要求1所述的低膨胀高温合金钢锭的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对原料进行真空熔炼、真空浇铸和脱模处理，获得脱模后的电极棒，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述真空熔炼的条件参数包括：真空度≤1pa，精炼温度1520-1570℃，出钢温度1400-1490℃。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脱模后的电极棒转...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩福，陈琦，裴丙红，何云华，周扬，王小川，伍海滨，
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：
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