CN106636707B - 一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺 - Google Patents
一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106636707B CN106636707B CN201611243471.0A CN201611243471A CN106636707B CN 106636707 B CN106636707 B CN 106636707B CN 201611243471 A CN201611243471 A CN 201611243471A CN 106636707 B CN106636707 B CN 106636707B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gh4720li
- melting
- alloys
- helium
- refining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/023—Alloys based on nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,具体为:按照GH4720Li合金的成分要求,一号或零号Ni、真空脱气Cr、海绵Ti、Al豆、金属Co、NiW合金、NiMo合金、碳、NiMg合金、NiB合金、海绵锆,采用三联(VIM+VAR+VAR)冶炼工艺进行熔炼,得到GH4720Li高温合金铸锭。本发明采用新型的三联冶炼工艺提高了GH4720Li合金的冶金质量,特别是在GH4720Li合金中起主要强化作用的γ’相形成元素Al元素和Ti元素成分控制精度高以及均匀性好,其他合金元素偏析减少并且成分控制精度高。制备得到的合金中杂质元素含量少,其性能在650‑750℃具有长期的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于高温合金冶炼技术领域,具体涉及一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺。
背景技术
高温合金由于具有良好的高温强度和抗疲劳、抗氧化、抗腐蚀性能,并且能在高温环境中拥有良好的组织稳定性而广泛运用于航空发动机和工业燃气轮机的热端部件。合金化能显著提高高温合金的高温服役强度,因而高温合金的组成元素多达十几种甚至是二十几种,这往往会引起高温合金冶炼过程中合金元素的偏析以及杂质元素含量的提高,这些都会恶化高温合金的性能。GH4720Li是一种镍基时效强化型高温合金,其中Al和Ti的含量较高达到7.5%,通过γ'强化和固溶强化作用,使其用于制造使用温度为650-750℃的高性能压气机和涡轮盘以及在900℃高温环境下服役的涡轮盘。目前国外航空用高温合金普遍运用三联的冶炼工艺,即真空感应熔炼(VIM)+电渣重熔(ESR)+真空自耗重熔(VAR)。然而,保护性气氛电渣重熔过程中,渣料的选择不当不仅不利于除渣而且使高温合金的夹杂增多,对于低熔点元素像Al、Ti元素的烧损难以控制,渣料和冶炼工艺选择不当导致整个铸锭夹杂物增多以及Al、Ti等低熔点元素出现大的波动,致使铸锭报废。
发明内容
本发明的目的是提供一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,解决了现有方法熔炼GH4720Li高温合金杂质元素含量高、Al、Ti等低熔点元素波动大的问题。
本发明所采用的技术方案是:一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,具体包括以下步骤:
步骤1,称取原料:
按照GH4720Li合金的成分要求,称取一号或零号Ni、真空脱气Cr、海绵Ti、Al豆、金属Co、NiW合金、NiMo合金、碳、NiMg合金、NiB合金、海绵锆;
步骤2,真空感应熔炼:
2.1将70-80wt%Ni、金属Co、NiMo合金、NiW合金和20-30wt%Ni依次装入炉中,抽真空到真空度≤0.1Pa时,缓慢升功率直至原材料熔清后,调节功率至精炼温度精炼,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.2降功率至熔体表面结膜后加入真空脱气Cr,升功率至熔清后调节功率至精炼温度精炼,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.3降功率至熔体表面结膜后加入Al豆和海绵Ti,升功率至熔清后调节功率至精炼温度精炼,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.4降功率保温,并充氩气至20000Pa后加入NiB合金、海绵Zr和NiMg合金,施加电磁搅拌一定时间后调节功率至浇注温度后出钢,得到真空熔炼铸锭;
步骤3,真空自耗熔炼:
将步骤2得到的真空熔炼铸锭置于VAR铜坩埚中熔炼,进行两次真空自耗熔炼,得到GH4720Li高温合金铸锭。
本发明的特点还在于,
GH4720Li高温合金各成分重量百分比wt%:C:0.01-0.02,Cr:15.5-16.5,Co:14-15.5,W:1.00-1.50,Mo:2.75-3.25,Al:2.25-2.75,Ti:4.75-5.25,B:0.01-0.02,Zr:0.025-0.05,Fe≤0.5,Si≤0.2,P≤0.015,S≤0.001,O≤0.002,N≤0.003,Ni:余量。
步骤2中熔清温度为1500-1550℃,精炼温度为1480-1500℃,精炼时间为20-40min。
步骤2.1-2.3中熔炼和精炼时的真空度≤0.1Pa。
步骤2.4中浇注温度为1460-1480℃。
步骤3中,熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且以充氦压力作为参考,通过调控氦气流量使氦气压力维持在300-400Pa,当氦气压力增大时,降低氦气流量确保氦气压力降低到设定值,当氦气压力减小时,增大氦气流量确保氦气压力升高到设定值。
流量控制具体为:熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到150-200kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。
步骤3中第一次真空自耗熔炼的熔速为3.3-3.7kg/min。
步骤3中第二次真空自耗熔炼的熔速为2.8-3.2kg/min。
本发明的有益效果是,
(1)本发明采用新型的三联冶炼工艺提高了GH4720Li合金的冶金质量,特别是在GH4720Li合金中起主要强化作用的γ’相形成元素Al元素和Ti元素成分控制精度高以及均匀性好,其他合金元素偏析减少并且成分控制精度高。
(2)制备得到的GH4720Li合金中O、N、S等杂质元素含量减少,其性能在650-750℃具有长期的稳定性。
(3)本发明新型的三联冶炼工艺成本低,操作简单并且提高铸锭质量的稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,具体包括以下步骤:
步骤1,称取原料:
按照各成分重量百分比(wt%):C:0.01-0.02,Cr:15.5-16.5,Co:14-15.5,W:1.00-1.50,Mo:2.75-3.25,Al:2.25-2.75,Ti:4.75-5.25,B:0.01-0.02,Zr:0.025-0.05,Fe≤0.5,Si≤0.2,P≤0.015,S≤0.001,O≤0.002,N≤0.003,Ni:余量,称取一号或零号Ni、真空脱气Cr、海绵Ti、Al豆、金属Co、NiW合金、NiMo合金、碳、NiMg合金、NiB合金、海绵锆。
步骤2,真空感应熔炼(VIM)
2.1将70-80wt%金属Ni、金属Co、NiMo合金、NiW合金和20-30wt%金属Ni依次装入炉中,抽真空到真空度≤0.1Pa时,缓慢升功率直至原材料熔清,熔清熔体温度为1500-1550℃;进入精炼期,调节功率至精炼温度1480-1500℃,精炼20-40min,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.2降功率至熔体表面结膜后加入真空脱气Cr,升功率至熔清,熔清熔体温度为1500-1550℃;进入精炼期,调节功率至精炼温度1480-1500℃,精炼20-40min,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.3降功率至熔体表面结膜后加入Al豆和海绵Ti,升功率至熔清,熔清熔体温度为1500-1550℃;进入精炼期,调节功率至精炼温度1480-1500℃,精炼20-40min,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.4降功率保温,并充氩气至20000Pa后加入NiB合金、海绵Zr和NiMg合金,施加电磁搅拌一定时间后调节功率至浇注温度后出钢至Φ350mm的铸模中,浇注温度为1460-1480℃,得到真空熔炼铸锭。
步骤2.1-2.3中熔炼和精炼时的真空度≤0.1Pa。
步骤3,一次真空自耗熔炼(VAR):
将步骤2得到的真空熔炼铸锭置于规格为Φ410mm的VAR铜坩埚中,控制熔速3.3-3.7kg/min进行熔炼,得到一次真空自耗熔炼铸锭。熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且以氦压力作为参考,通过调控氦气流量使氦气压力维持在300-400Pa,当氦气压力增大时,降低氦气流量确保氦气压力降低到设定值,当氦气压力减小时,增大氦气流量确保氦气压力升高到设定值。流量控制具体为:熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到150-200kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。
步骤4,二次真空自耗熔炼(VAR):
将步骤3得到的一次真空熔炼铸锭置于规格为Φ490mm的VAR铜坩埚中,控制熔速2.8-3.2kg/min进行熔炼。熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且以氦压力作为参考,控制过程同步骤3。
本发明首先采用真空感应熔炼方法将高温合金原材料分批加入炉中熔化和精炼,在精炼过程中施加电磁搅拌,从而起到逐步脱气和除渣的作用。而且,在最后加入低熔点和含量较少的原材料合金NiMg、合金NiB和海绵Zr时,采用充氩的方法熔炼以减少低熔点合金元素的损失。从而获得杂质元素较少、成分均匀性较好以及合金化程度较高的VIM铸锭。
考虑到GH4720Li高温合金的Al元素和Ti元素含量较高约为7-8wt%,并且其为γ’的主要形成元素,而γ’相在GH4720Li高温合金中起主要强化作用。真空自耗重熔(VAR)比电渣重熔(ESR)对Al和Ti元素的烧损程度小,并且电渣重熔需要选择较好的渣系,成本也高,而真空自耗重熔(VAR)也有很好的除气和除夹杂物的能力,因此选用真空自耗重熔(VAR)对VIM铸锭进行熔炼,即采用新型的三联(VIM+VAR+VAR)冶炼工艺对GH4720Li进行冶炼,能够获得成分合乎标准且均匀性好以及杂质元素含量更少的铸锭。
实施例1
(1)真空感应熔炼(VIM):
先将70wt%Ni、金属Co、NiMo合金、NiW合金和30wt%Ni依次装入炉中,等到真空度≤0.1Pa时,缓慢升功率至300kw开始熔化原材料,缓慢升功率至450kw直至原材料熔清,测得此时温度为1520℃,进入精炼期调节熔体温度为1500℃,精炼时间为30min,精炼过程中施加电磁搅拌;待降功率熔体表面结膜后加入真空脱气Cr,升功率至熔清,测得此时温度为1530℃,进入精炼期调节熔体温度为1500℃,精炼时间为20min,精炼过程中施加电磁搅拌;待降功率熔体表面结膜后加入Al豆和海绵Ti,升功率至熔清,此时温度为1500℃;进入精炼期调节熔体温度为1480℃,精炼时间为20min,精炼过程中施加电磁搅拌;然后降功率至100kw保温,并充氩气至20000Pa后加入NiB合金、海绵Zr和NiMg合金,电磁搅拌15min后调节功率使熔体温度为1460℃时出钢。得到的VIM铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表1所示。
表1VIM铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.016 | 16.25 | 2.56 | 5.12 | 0.0009 | 0.0012 | 0.0018 |
中部 | 0.013 | 16.16 | 2.50 | 5.06 | 0.0009 | 0.0011 | 0.0017 |
尾部 | 0.015 | 16.22 | 2.51 | 5.05 | 0.0008 | 0.0012 | 0.0018 |
(2)一次真空自耗熔炼(VAR)
将得到VIM铸锭置于真空感应炉VAR铜坩埚中,控制熔速3.3kg/min进行熔炼。
熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且充氦压力作为参考,熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到150kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。一次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表2所示。
表2一次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.014 | 16.23 | 2.52 | 5.09 | 0.0009 | 0.00011 | 0.0014 |
中部 | 0.012 | 16.14 | 2.48 | 5.04 | 0.0008 | 0.00010 | 0.0013 |
尾部 | 0.015 | 16.20 | 2.47 | 5.03 | 0.0008 | 0.00011 | 0.0012 |
由表2可见,一次VAR铸锭成分均匀性好,杂质元素含量减少。
(2)二次真空自耗熔炼(VAR)
将得到一次VAR铸锭置于真空感应炉VAR铜坩埚中,控制熔速2.8kg/min进行熔炼。
熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且充氦压力作为参考,熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到160kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。
二次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表3所示。
表3二次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.013 | 16.14 | 2.46 | 4.98 | 0.0007 | 0.0009 | 0.0012 |
中部 | 0.012 | 16.12 | 2.44 | 4.95 | 0.0007 | 0.0008 | 0.0012 |
尾部 | 0.013 | 16.16 | 2.45 | 4.95 | 0.0008 | 0.0009 | 0.0012 |
由表3可见,二次VAR铸锭成分均匀性更好,杂质元素含量进一步减少。
实例2
(1)真空感应熔炼(VIM):
先将75wt%Ni、金属Co、NiMo合金、NiW合金和25wt%Ni依次装入炉中,等到真空度≤0.1Pa时,缓慢升功率至300kw开始熔化原材料,缓慢升功率至500kw直至原材料熔清,测得此时温度为1530℃,进入精炼期调节熔体温度为1500℃,精炼时间为30min,精炼过程中施加电磁搅拌;待降功率熔体表面结膜后加入真空脱气Cr,升功率至熔清,测得此时温度为1520℃,进入精炼期调节熔体温度为1490℃,精炼时间为20min,精炼过程中施加电磁搅拌;待降功率熔体表面结膜后加入Al豆和海绵Ti,升功率至熔清,此时温度为1500℃,进入精炼期调节熔体温度为1480℃,精炼时间为20min,精炼过程中施加电磁搅拌;然后降功率至100kw保温,并充氩气至20000Pa后加入NiB合金、海绵Zr和NiMg合金,电磁搅拌15min后调节功率使熔体温度为1470℃时出钢。VIM铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表4所示。
表4VIM铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.015 | 16.24 | 2.53 | 5.08 | 0.0006 | 0.0008 | 0.0016 |
中部 | 0.013 | 16.18 | 2.49 | 5.04 | 0.0006 | 0.0008 | 0.0015 |
尾部 | 0.016 | 16.20 | 2.51 | 5.04 | 0.0006 | 0.0008 | 0.0015 |
(2)一次真空自耗熔炼(VAR)
将得到VIM铸锭置于真空感应炉VAR铜坩埚中,控制熔速3.5kg/min进行熔炼。
熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且充氦压力作为参考,熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到180kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。一次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表5所示
表5一次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.013 | 16.18 | 2.42 | 4.96 | 0.0006 | 0.0007 | 0.0013 |
中部 | 0.012 | 16.13 | 2.52 | 4.97 | 0.0005 | 0.0007 | 0.0013 |
尾部 | 0.014 | 16.16 | 2.48 | 4.98 | 0.0006 | 0.0008 | 0.0013 |
由表5可见,一次VAR铸锭成分均匀性好,杂质元素含量减少。
(2)二次真空自耗熔炼(VAR)
将得到一次VAR铸锭置于真空感应炉VAR铜坩埚中,控制熔速3.0kg/min进行熔炼。
熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且充氦压力作为参考,熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到190kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。二次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表6所示
表6二次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.012 | 16.06 | 2.43 | 4.90 | 0.0005 | 0.0006 | 0.0010 |
中部 | 0.012 | 16.03 | 2.41 | 4.89 | 0.0005 | 0.0006 | 0.0010 |
尾部 | 0.013 | 16.05 | 2.42 | 4.89 | 0.0006 | 0.0006 | 0.0010 |
由表6可见,二次VAR铸锭成分均匀性更好,杂质元素含量进一步减少。
实施例3
(1)真空感应熔炼(VIM):
先将80wt%Ni、金属Co、NiMo合金、NiW合金和20wt%Ni依次装入炉中,等到真空度≤0.1Pa时,缓慢升功率至300kw开始熔化原材料,缓慢升功率至550kw直至原材料熔清,测得此时温度为1540℃,进入精炼期调节熔体温度为1500℃,精炼时间为40min,精炼过程中施加电磁搅拌;待降功率熔体表面结膜后加入真空脱气Cr,升功率至熔清,测得此时温度为1550℃,进入精炼期调节熔体温度为1500℃,精炼时间为20min,精炼过程中施加电磁搅拌;待降功率熔体表面结膜后加入Al和Ti,升功率至熔清,此时温度为1500℃,进入精炼期调节熔体温度为1480℃,精炼时间为20min,精炼过程中施加电磁搅拌;然后降功率至100kw保温,并充氩气至20000Pa后加入NiB合金、海绵Zr和NiMg合金,电磁搅拌15min后调节功率使熔体温度为1480℃时出钢。VIM铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表7所示。
表7VIM铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.014 | 16.16 | 2.45 | 4.97 | 0.0006 | 0.0007 | 0.0014 |
中部 | 0.012 | 16.10 | 2.40 | 4.92 | 0.0005 | 0.0007 | 0.0015 |
尾部 | 0.015 | 16.12 | 2.42 | 4.94 | 0.0006 | 0.0008 | 0.0015 |
(2)一次真空自耗熔炼(VAR)
将得到VIM铸锭置于真空感应炉VAR铜坩埚中,控制熔速3.7kg/min进行熔炼。
熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且充氦压力作为参考,熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到190kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。一次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表8所示
表8一次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.012 | 16.11 | 2.39 | 4.86 | 0.0006 | 0.0006 | 0.0012 |
中部 | 0.011 | 16.09 | 2.38 | 4.87 | 0.0005 | 0.0007 | 0.0013 |
尾部 | 0.012 | 16.13 | 2.41 | 4.91 | 0.0006 | 0.0007 | 0.0013 |
由表8可见,一次VAR铸锭成分均匀性好,杂质元素含量减少。
(2)二次真空自耗熔炼(VAR)
将得到一次VAR铸锭置于真空感应炉VAR铜坩埚中,控制熔速3.2kg/min进行熔炼。
熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且充氦压力作为参考,熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到200kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min。二次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分如表9所示。
表9二次VAR铸锭头部、中部和尾部的化学成分(wt%)
铸锭部位 | C | Cr | Al | Ti | S | O | N |
头部 | 0.011 | 16.03 | 2.36 | 4.83 | 0.0005 | 0.0005 | 0.0011 |
中部 | 0.011 | 16.03 | 2.37 | 4.84 | 0.0005 | 0.0006 | 0.0010 |
尾部 | 0.010 | 16.04 | 2.36 | 4.82 | 0.0006 | 0.0006 | 0.0010 |
由表9可见,二次VAR铸锭成分均匀性更好,杂质元素含量进一步减少。
Claims (5)
1.一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1,称取原料:
按照GH4720Li高温合金的成分要求,称取一号或零号Ni、真空脱气Cr、海绵Ti、Al豆、金属Co、NiW合金、NiMo合金、碳、NiMg合金、NiB合金、海绵锆;
步骤2,真空感应熔炼:
2.1将70-80wt%Ni、金属Co、NiMo合金、NiW合金和20-30wt%Ni依次装入炉中,抽真空到真空度≤0.1Pa时,缓慢升功率直至原材料熔清后,调节功率至精炼温度精炼,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.2降功率至熔体表面结膜后加入真空脱气Cr,升功率至熔清后调节功率至精炼温度精炼,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.3降功率至熔体表面结膜后加入Al豆和海绵Ti,升功率至熔清后调节功率至精炼温度精炼,精炼过程中施加电磁搅拌;
2.4降功率保温,并充氩气至20000Pa后加入NiB合金、海绵Zr和NiMg合金,施加电磁搅拌一定时间后调节功率至浇注温度后出钢,得到真空熔炼铸锭;
步骤3,真空自耗熔炼:
将步骤2得到的真空熔炼铸锭置于VAR铜坩埚中熔炼,进行两次真空自耗熔炼,得到GH4720Li高温合金铸锭;
熔炼时充入氦气冷却,采用流量控制并且以充氦压力作为参考,通过调控氦气流量使氦气压力维持在300-400Pa,当氦气压力增大时,降低氦气流量确保氦气压力降低到设定值,当氦气压力减小时,增大氦气流量确保氦气压力升高到设定值;
所述流量控制具体为:熔炼起始阶段,坩埚内钢液重量达到150-200kg时,开始充氦气并且在60min内氦气的流量从0ml/min缓慢升高到110ml/min;熔炼过程中,通过调节流量的大小使氦气压力维持在300-400Pa;热封顶阶段的30min内氦气的流量从110ml/min降低到30ml/min;
第一次真空自耗熔炼的熔速为3.3-3.7kg/min;第二次真空自耗熔炼的熔速为2.8-3.2kg/min。
2.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,其特征在于,所述GH4720Li高温合金各成分重量百分比wt%:C:0.01-0.02,Cr:15.5-16.5,Co:14-15.5,W:1.00-1.50,Mo:2.75-3.25,Al:2.25-2.75,Ti:4.75-5.25,B:0.01-0.02,Zr:0.025-0.05,Fe≤0.5,Si≤0.2,P≤0.015,S≤0.001,O≤0.002,N≤0.003,Ni:余量。
3.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤2中熔清温度为1500-1550℃,精炼温度为1480-1500℃,精炼时间为20-40min。
4.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤2.1-2.3中熔炼和精炼时的真空度≤0.1Pa。
5.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤2.4中浇注温度为1460-1480℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611243471.0A CN106636707B (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611243471.0A CN106636707B (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106636707A CN106636707A (zh) | 2017-05-10 |
CN106636707B true CN106636707B (zh) | 2018-07-03 |
Family
ID=58835917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611243471.0A Active CN106636707B (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106636707B (zh) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109248937B (zh) * | 2018-09-19 | 2019-12-24 | 钢铁研究总院 | 一种镍铬铁基高强度高温合金棒材的冷拔方法 |
CN109338119B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-05-19 | 西安聚能高温合金材料科技有限公司 | 一种镍基高温合金真空自耗熔炼热封顶工艺 |
CN110564975B (zh) * | 2019-05-09 | 2020-12-01 | 西安聚能高温合金材料科技有限公司 | 一种粉末冶金用母合金铸锭的真空自耗冶炼工艺 |
CN110004312B (zh) * | 2019-05-09 | 2020-10-27 | 西安聚能高温合金材料科技有限公司 | 一种镍基高温合金gh4698大规格铸锭的三联冶炼工艺 |
CN110408803B (zh) * | 2019-07-31 | 2020-11-03 | 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 | 一种用于镍基高温合金母合金的纯净化熔炼方法 |
CN111876651B (zh) * | 2019-08-28 | 2022-05-24 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种大尺寸高铌高温706合金铸锭及其冶炼工艺 |
CN110408846A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-05 | 贵州航天新力铸锻有限责任公司 | 一种航空航天用大规格高韧性gh2132棒材及其制备方法 |
CN110923513B (zh) * | 2019-12-06 | 2021-01-08 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | GH4720Li合金的真空感应熔炼工艺、GH4720Li合金及航空零部件 |
CN110747360B (zh) * | 2019-12-06 | 2021-07-13 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | GH4720Li合金及其冶炼方法、GH4720Li合金零部件和航空发动机 |
CN111992684A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-11-27 | 宁波博威新材料有限公司 | 一种钛青铜合金铸锭的制备方法 |
CN112359218B (zh) * | 2021-01-13 | 2021-03-30 | 北京科技大学 | 一种细化大尺寸gh4738铸锭中的碳化物的方法 |
CN113444889A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-09-28 | 重庆材料研究院有限公司 | 一种使镍基合金电渣锭的铝钛分布均匀的方法 |
CN113337755B (zh) * | 2021-06-02 | 2022-09-02 | 中航上大高温合金材料股份有限公司 | 一种高温紧固件用gh4350合金的双真空熔炼方法 |
CN113403492B (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-05 | 苏州集萃高合材料科技有限公司 | 一种超低硫高温合金的制备方法 |
CN113403491B (zh) * | 2021-08-20 | 2022-06-10 | 苏州集萃高合材料科技有限公司 | 一种高温合金的生产方法 |
CN113684387B (zh) * | 2021-08-25 | 2022-11-01 | 中航上大高温合金材料股份有限公司 | 紧固件用gh6159合金锭及其制备方法 |
CN113862520B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-07-19 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种航空发动机锻造叶片用GH4720Li高温合金及制备方法及应用、合金铸锭 |
CN115216658A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-21 | 西安聚能高温合金材料科技有限公司 | 一种Ni-Cr-Co基高温合金GH738合金铸锭制备方法 |
CN115584406A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-10 | 江苏隆达超合金航材有限公司 | 双真空熔炼GH3230高温合金工艺中La元素控制方法 |
CN117926020A (zh) * | 2024-03-20 | 2024-04-26 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高均质化镍基高温合金及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6416564B1 (en) * | 2001-03-08 | 2002-07-09 | Ati Properties, Inc. | Method for producing large diameter ingots of nickel base alloys |
CN101597706B (zh) * | 2008-06-06 | 2011-07-27 | 张先强 | 一种有色金属热挤压用镍基模具材料及其制备方法 |
CN103276251B (zh) * | 2013-05-29 | 2015-04-29 | 钢铁研究总院 | 一种700℃蒸汽参数火电机组用锅炉管及其制备方法 |
CN104561664A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-29 | 抚顺特殊钢股份有限公司 | 一种新型镍铁基高温合金gh4169d的冶炼工艺 |
CN104630565B (zh) * | 2015-02-06 | 2017-05-17 | 重庆材料研究院有限公司 | 高强度高塑性Ni‑Cr‑Co基涡轮盘叶片材料及制备方法 |
CN105506390B (zh) * | 2015-12-30 | 2017-06-23 | 钢铁研究总院 | 一种含锆镍基高温合金及制备方法 |
CN106222460B (zh) * | 2016-08-30 | 2018-02-27 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种镍基高温合金真空感应熔炼方法 |
-
2016
- 2016-12-29 CN CN201611243471.0A patent/CN106636707B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106636707A (zh) | 2017-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106636707B (zh) | 一种镍基高温合金GH4720Li的冶炼工艺 | |
CN106636758B (zh) | 一种小规格镍基高温合金fgh4097铸锭的冶炼工艺 | |
CN111519068B (zh) | 一种难变形镍基高温合金gh4151合金的三联冶炼工艺 | |
CN106222460B (zh) | 一种镍基高温合金真空感应熔炼方法 | |
CN102912152B (zh) | 抑制高Nb含量的高温合金宏观偏析的真空电弧重熔方法 | |
CN109913702B (zh) | 一种具有高含量难熔元素的镍基高温合金的制备工艺 | |
CN107513641B (zh) | 一种制备先进超超临界耐热合金的工艺 | |
CN116855779B (zh) | 一种高温用镍基合金的制备方法及高温用镍基合金 | |
CN105838922B (zh) | 一种航空用热强钛合金铸锭及其制备方法 | |
CN105238934B (zh) | 一种降低高温合金中氮含量的真空感应熔炼方法 | |
CN106676299B (zh) | 一种提高GH4720Li合金W元素成分均匀性的方法 | |
CN110408803A (zh) | 一种用于镍基高温合金母合金的纯净化熔炼方法 | |
CN110396605A (zh) | 一种变形高温合金铸锭的制备方法 | |
CN108913922A (zh) | 镍基定向凝固柱晶、单晶高温合金母合金的纯净化熔炼方法 | |
CN110218910A (zh) | 一种新型粉末高温合金及其制备方法 | |
CN105734302A (zh) | Gh4169合金钢电渣重熔精炼渣及其用于对gh4169合金钢进行电渣重熔的方法 | |
CN102560165B (zh) | 一种用k417合金返回料熔炼k417g合金的方法 | |
CN116657001B (zh) | 一种镍基高温合金及其制备方法 | |
CN108950273B (zh) | 一种中间合金及其制备方法和应用 | |
CN111910095B (zh) | 一种镍基单晶高温合金母合金的熔炼制备方法 | |
CN104404356B (zh) | 一种叶轮用马氏体不锈钢的返回料熔炼方法 | |
CN104388756A (zh) | 一种镍基合金及其制备方法 | |
CN108660320A (zh) | 一种低铝高钛型高温合金电渣重熔工艺 | |
CN105132803B (zh) | 高强度定膨胀合金 | |
CN112359251A (zh) | 一种镍铬钨中间合金的制备方法与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |