[发明专利]一种镍基高温合金多级脱氧真空感应熔炼方法

说明书

本发明公开了一种镍基高温合金多级脱氧真空感应熔炼方法，具体为：将镍基高温合金的原材料进行分类，分类标准为原材料中氧元素含量的高低、原材料中主体元素对氧元素的亲和力强弱以及主体元素对碳元素在熔体中活度的影响；按照原料分类分别对原料依次进行三级脱氧熔炼和精炼；三次精炼后，对炉室充氩气至≥10000Pa并加入低熔点合金元素，然后进行电磁搅拌一定时间后将温度调到浇注温度设定范围内浇注。本发明为镍基高温合金在冶炼过程中降低氧含量提供了一种新工艺，可以有效去除镍基高温合金中的氧元素，并且本发明操作简单，可行性高，应用范围广。

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多级脱氧真空感应熔炼方法。

背景技术

氧作为镍基高温合金中有害杂质元素，易与亲氧的金属元素形成氧化物夹杂。这些高熔点的氧化物夹杂不仅消耗了一部分合金元素，而且在以后的熔炼或热处理过程中很难消除并且在镍基高温合金服役过程中易成为裂纹的萌生源和裂纹的扩展通道，降低高温合金的持久、疲劳和蠕变性能。研究表明，当氧含量降低到50ppm以下时，高温合金的断裂寿命显著提高。因此，需要对高温合金液进行脱氧处理，以降低镍基高温合金的氧含量，从而提高高温合金的性能。而真空感应熔炼作为镍基高温合金的第一道熔炼工序，对脱氧有着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍基高温合金多级脱氧真空感应熔炼方法，用以降低镍基高温合金注定中的氧含量。

本发明所采用的技术方案是：一种镍基高温合金多级脱氧真空感应熔炼方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将镍基高温合金的原材料进行分类，分类标准为原材料中氧元素含量的高低、原材料中主体元素对氧元素的亲和力强弱以及主体元素对碳元素在熔体中活度的影响；

步骤2，按照原料分类分别对原料依次进行三级脱氧熔炼和精炼；

步骤3，三次精炼后，对炉室充氩气至≥10000Pa并加入微量元素和低熔点合金元素，然后进行电磁搅拌一定时间后将温度调到浇注温度设定范围内浇注。

本发明的特点还在于，

步骤2具体为：将碳与氧元素含量较低以及主体元素对氧的亲和力不强的原材料优先装炉熔炼和精炼；然后将含有的主体元素能够提高熔体中碳元素活度的原材料进行装炉熔炼和精炼；最后加入对氧元素亲和力较强且在熔炼过程中其氧化物能够形成渣的原材料，对其进行熔炼和精炼。

对氧元素亲和力较强且在熔炼过程中其氧化物能够形成渣的原材料为Al和Ti。

一级精炼温度为1490-1510℃，精炼时间为30-40分钟。

二级精炼温度为1480-1500℃，精炼时间为20-30分钟。

三级精炼温度为1460-1480℃，精炼时间为20-30分钟。

熔炼和精炼过程中真空度小于0.1Pa。

精炼过程中施加电磁搅拌，以促进熔体的脱气过程。

本发明的有益效果是，

1.本发明为镍基高温合金在冶炼过程中降低氧含量提供了一种新工艺，可以有效去除镍基高温合金中的氧元素。

2.本发明操作简单，可行性高，应用范围广。

3.本发明为镍基高温合金冶炼过程中其他杂质元素的去除提供了一个可行且高效的方法。基于本发明可以有效提高镍基高温合金的纯净度，可以有效提高镍基高温合金的性能。

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。