【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金，尤其是涉及一种高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法。
技术介绍
1、高温合金是一类可以在高温环境下长期工作的高性能合金材料，广泛应用于航空航天、核工业、石油化工等领域。这些合金材料通常由镍、铬、钛、铝、钼等元素组成，具有良好的抗氧化、抗腐蚀和高温力学性能。由于其重要的工业应用价值，高温合金材料的制备技术一直受到广泛关注。在高温合金材料的制备过程中，铸锭冶金是关键的一环。通过控制铸锭冶金过程中的工艺参数，可以调节合金的微观组织，从而影响材料的最终性能。然而，由于高温合金材料的复杂成分和特殊组织结构，铸锭冶金过程中容易出现各种冶金缺陷，如偏析、晶界脆化、热裂纹等，这些缺陷会影响材料的力学性能和使用寿命。
2、现有的高温合金铸锭制备技术主要包括真空感应熔炼、真空电弧重熔、真空自耗电极熔炼等方法。这些方法可以通过真空环境和高温熔炼，减少合金中的杂质和气体含量，提高材料的纯净度和性能。在控制铸锭冶金过程中的工艺参数方面，现有技术主要通过调整熔炼温度、保温时间、冷却速度等参数，来调节合金成分和组织结构。例如，通过降低熔炼温度和延长保温时间，可以促进合金元素的充分扩散和均匀化，从而减少偏析现象。通过快速冷却，可以抑制晶界的粗化，提高材料的韧性。
3、但是基于材料学的研究方向，制备出含有某种缺陷的高温合金样品，能够有效的帮助研发人员了解缺陷的形成机理，并形成有效的检测检验技术手段，为后续生产优质合金铸锭以及提高成品件合格率提供指导意见。
4、有鉴于此，特提出此专利技术。
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1、本专利技术的目的在于提供一种高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，通过调整冶炼过程中的冶炼工艺参数，实现对高温合金铸锭中黑斑缺陷和白斑缺陷的预置。
2、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，包括高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法和高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法；
4、所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括如下步骤：
5、将高温合金原料进行真空感应熔炼，得到真空感应熔炼铸锭；将所述真空感应熔炼铸锭进行保护气氛电渣重熔，得到电极棒；将所述电极棒进行真空自耗重熔，得到含有黑斑缺陷的高温合金铸锭；
6、其中，所述保护气氛电渣重熔的过程中，渣阻摇摆和电压摆动各自独立地为0.2～1mohm；熔速为2.5～8kg/min；
7、所述真空自耗重熔的熔炼阶段，熔炼开始至熔炼电极棒1/3长度的过程中的熔速为3.5～7kg/min，熔炼电极棒1/3长度至熔炼电极棒2/3长度的过程中的熔速为3～6.5kg/min，熔炼电极棒2/3长度至熔炼结束的过程中的熔速为2.5～6kg/min；熔炼阶段的熔滴尺寸为1～12mm；熔炼阶段通入氦气，氦气的压力为300～1000pa；
8、所述高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法，包括如下步骤：
9、将高温合金原料进行真空感应熔炼，得到真空感应熔炼铸锭；将所述真空感应熔炼铸锭进行真空自耗重熔，得到含有白斑缺陷的高温合金铸锭；
10、所述真空自耗重熔包括起弧阶段和熔炼阶段；所述起弧阶段的熔速为2.2～5kg/min；所述熔炼阶段，熔炼开始至熔炼电极棒1/3长度的过程中的熔速为1.5～3.5kg/min，熔炼电极棒1/3长度至熔炼电极棒2/3长度的过程中的熔速为2～5.5kg/min，熔炼电极棒2/3长度至熔炼结束的过程中的熔速为3～6kg/min；熔炼阶段的熔滴尺寸为2～9mm。
11、进一步地，所述高温合金包括gh4169合金。
12、进一步地，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
13、(1)所述保护气氛电渣重熔的保护气包括氩气；
14、(2)所述氩气的流量为20～120l/min；
15、(3)所述保护气氛电渣重熔的渣量为20～70kg。
16、进一步地，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
17、(1)所述保护气氛电渣重熔的填充时间为10～70min；
18、(2)所述保护气氛电渣重熔的随炉冷却时间为20～80min；
19、(3)所述电极棒的直径为350～450mm。
20、进一步地，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
21、(1)所述真空自耗重熔的起弧阶段，起弧重量为120～220kg，起弧熔速为2.2～8kg/min；
22、(2)所述真空自耗重熔过程中，熔炼后依次进行随炉冷却1～4h、破空、脱模和空冷；
23、(3)所述含有黑斑缺陷的高温合金铸锭的直径为400～550mm。
24、进一步地，所述高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法中，所述真空自耗重熔的起弧阶段，起弧重量为120～220kg，起弧熔速为2.2～5kg/min。
25、进一步地，所述高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
26、(1)所述真空自耗重熔过程中，所述熔炼阶段通入氦气，氦气的压力为300～1000pa；
27、(2)所述真空自耗重熔过程中，熔炼后依次进行随炉冷却1～4h、破空、脱模和空冷；
28、(3)所述含有白斑缺陷的高温合金铸锭的直径为400～550mm。
29、进一步地，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
30、(1)所述真空感应熔炼包括：依次进行熔炼、浇注、随炉冷却、破空、带模缓冷和脱模；
31、(2)所述真空感应熔炼的功率为700～1000kw；
32、(3)所述熔炼的精炼温度为1450～1700℃。
33、进一步地，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(4)中的至少一种；
34、(1)所述浇注的浇筑水口直径为20～35mm
35、(2)所述随炉冷却的时间为60～120min；
36、(3)所述带模缓冷的时间为16～36h；
37、(4)所述真空感应熔炼铸锭的直径为300～400mm。
38、进一步地，所述高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(7)中的至少一种；
39、(1)所述真空感应熔炼包括：依次进行熔炼、浇注、随炉冷却、破空、随炉冷却、带模缓冷和脱模；
40、(2)所述真空感应熔炼的功率为700～1000kw；
41、(3)所述熔炼的精炼温度为1450～1700℃；
42、(4)所述浇注的浇筑水口直径为20～35mm；
43、(5)所述浇筑后依次进行随炉冷却15～60min、破空、随炉冷却60～120min；
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【技术保护点】
1.一种高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，包括高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法和高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法；
2.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金包括GH4169合金。
3.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法中，所述真空自耗重熔的起弧阶段，起弧重量为120～220Kg，起弧熔速为2.2～5kg/min。
7.根据权利要求6所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其
8.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
9.根据权利要求8所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(4)中的至少一种；
10.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(7)中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，包括高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法和高温合金铸锭白斑缺陷的制备方法；
2.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金包括gh4169合金。
3.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法，其特征在于，所述高温合金铸锭黑斑缺陷的制备方法，包括以下特征(1)至(3)中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的高温合金铸锭冶金缺陷的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢明昭，秦海龙，谢锦丽，毕中南，余斌，谷雨，安腾，王知颖，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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