一种镍基高温合金的电渣重熔工艺的制作方法

文档序号:19791034发布日期:2020-01-24 14:17阅读:343来源:国知局

本发明涉及镍基高温合金领域,具体涉及一种适用于制造航空、航天、能源、热喷涂、涂覆等领域使用的高温结构件的电渣重熔工艺。



背景技术:

高温合金不同的工作环境对材料性能提出了更高要求。比如高温,有些零件要在800℃以上的条件下长期工作。比如高应力,一些高温部件,由于震动、气流的冲刷,特别是旋转造成的离心作用,将承受较大的应力,如涡轮叶片的应力可达300~409mpa。比如氧化和腐蚀等化学作用。

此外,目前一些镍基高温合金的现有技术,但也有一定的不足,比如夹杂物数量较多、成分偏析。本发明旨在提高一种夹杂含量少、成分分布均匀、低偏析甚至无偏析的一种镍基高温合金的电渣重熔工艺。



技术实现要素:

本发明目的在于提供一种电渣锭表面质量光洁、成分且内部质量合格,成材率得到明显提高,夹杂含量少、成分分布均匀、低偏析甚至无偏析,生产成本降低,能耗降低,板材的纯净度高,耐腐蚀性能提高。

一种镍基高温合金的电渣重熔工艺,制备步骤如下:

镍基高温合金以质量百分比计算含有cr15-20、co15-20、mo5-10、w2-6、ta1-4、al1-4、ti2.2-2.5,从fe、v、nb、稀土这四大类中选择性添加至少2种且选择性添加的总含量是1-5,余量由ni和不可避免的杂质构成准备原料;电渣重熔工艺采用caf2、al2o3、cao、mgo、tio2组成的渣系,重熔电压为45-48v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率6-8kg/min。

一种镍基高温合金的电渣重熔工艺,制备步骤如下:

(1)确定目标产品:镍基高温合金以质量百分比计算为:cr17.5-18、co16.8-17.5、mo7.2-7.5、w4.5-5、ta3.2-3.5、al3.5-3.8、ti2.2-2.5、fe2-3、v:0.55~0.65、mn0.15-0.25、si0.1-0.15、c0.01-0.03、zr0.01-0.02、b0.0015-0.003、sc0.005~0.05、hf0.10~0.20,余量由ni和不可避免的杂质构成;

(2)真空感应炉熔炼:按目标产品化学成分配比结合烧损量进行配料,加入真空感应熔炼炉中进行熔炼;选取ni-co中间合金、ni-cr中间合金、ni-mo中间合金、fe-mo中间合金,w、ta、v和/或nb、zr、hf选取合适的中间合金,ti、al、mn、si、c、b、稀土选取低熔点中间合金或单质;装入坩埚,原料即将完全熔化时在上部加入覆盖剂,覆盖剂组成为质量比35-45%的萤石+55-65%的石灰,覆盖剂加入量占坩埚中合金总质量的2-5%,完全熔化后精炼20-40min,精炼过程精炼剂加入量占坩埚中合金总质量的2.5-3.5%,精炼剂是含钡、铝、钙组成的合金,在精炼后期加入脱硫剂,精炼结束后搅拌;扒渣,当镍基高温合金液熔体温度达到1500~1700℃准备进行浇铸;

(3)重熔准备:将模具预热到200℃,保持30min,进行浇铸,得到φ350mm的电极棒;

(4)电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为100-160mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为45-48v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率6-8kg/min;所述水冷结晶器的水流量为1-1.2m3/min,以确保冷却速度达到20-40℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是57-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、3-4%的mgo、10-12%的tio2以及不可避免的杂质;

(5)锻造:将电渣锭加热至1100~1150℃,保温2~3小时后锻造成棒材,将锻造成的棒材空冷至室温,将所得棒材表面车光处理后得到成品合金材料。

所述的镍基高温合金的电渣重熔工艺,其特征在于:覆盖剂组成为质量比40%的萤石+60%的石灰,覆盖剂加入量占坩埚中合金总质量的4%,完全熔化后精炼30min,精炼过程精炼剂加入量占坩埚中合金总质量的3%,精炼剂是含钡、铝、钙组成的合金,在精炼后期加入脱硫剂,精炼结束后搅拌;扒渣,当镍基高温合金液熔体温度达到1500~1600℃准备进行浇铸。

所述的镍基高温合金的电渣重熔工艺,其特征在于镍基高温合金以质量百分比计算为:cr17.5、co17.5、mo7.2、w5、ta3.2、al3.8、ti2.5、fe3、v:0.55、mn0.15、si0.1、c0.01、zr0.01、b0.003、sc0.05、hf0.20,余量由ni和不可避免的杂质构成。

所述的镍基高温合金的电渣重熔工艺,其特征在于镍基高温合金以质量百分比计算为:cr18、co16.8、mo7.5、w4.5、ta3.5、al3.5、ti2.2、fe2、v:0.65、mn0.25、si0.15、c0.03、zr0.02、b0.0015、sc0.005、hf0.10,余量由ni和不可避免的杂质构成。

所述的镍基高温合金的电渣重熔工艺,其特征在于镍基高温合金以质量百分比计算为:cr17.5、co17、mo7.4、w4.75、ta3.3、al3.7、ti2.4、fe2.5、v:0.6、mn0.2、si0.12、c0.02、zr0.015、b0.002、sc0.03、hf0.15,余量由ni和不可避免的杂质构成。

本发明中的合金元素的作用及其范围如下:

co可提高高温强度。此外,也在γ’相[ni3(al、ti、nb、ta)]中固溶,具有强化γ’相的同时使γ’相的析出量增加的效果。但是,co过多则生成金属间化合物相,使机械强度下降,而且成为合金成本增加。另一方面,在co过低,则强度下降。因此,co15-20,更优选为16.8-17.5%。

cr是固溶强化的元素,而且对提高耐氧化性及耐蚀性很有帮助。而且,作为m23c6型碳化物的构成元素也是不可缺的,可维持合金的蠕变强度。此外,cr还可提高高温环境下的耐氧化性。在cr的含有率低于15%时,耐氧化性下降。cr的含有率超过20%,则因显著促进m23c6型碳化物的析出而使粗大化倾向增强,在高温下保持长时间时会引起强度及延性的下降。因此,cr15-20%,更优选17.5-18%。

mo有很强的固溶强化作用,可以有效地阻碍位错运动,提高合金性能,同时加入有利于合金的综合强化。但过量加入mo也会导致有害相的析出,对合金的热腐蚀性能也有不利影响,因此控制mo的含量在mo5-10%,优选mo7.2-7.5%。

w在镍基高温合金中的固溶强化作用很强,w同时也大量固溶于γ′强化相,提高γ′相的热稳定性。过量加入w会导致γ相过饱和,使显微组织不稳定。过量加入w还会影响合金的铸造性能,在单晶生长中出现等轴晶粒等缺陷。因此控制w的含量在w2-6%,优选w4.5-5%。

ta也是镍基单晶高温合金中γ′相的主要形成元素之一,具有抑制γ′相聚集长大的作用,因此可以提高合金的热强性,并且可以改善合金的铸造性能,不降低合金的组织稳定性,因此合金中可以添加较高的ta含量。然而,过高的ta会使合金中的共晶含量升高,热处理就会很复杂。因此,本合金中ta的添加量控制为ta1-4%,优选是ta3.2-3.5%。

al与ni一同生成γ’相[ni3(al、ti、nb、ta)],通过析出可提高ni基铸造合金的高温强度。此外,还具有提高耐高温腐蚀性的效果。在al的含有率低于1%时,γ’相析出不充分,强化效果不行,如果ti、nb、ta大量存在,则γ’相不稳定,η相(ni3ti)及δ相[ni3(nb、ta)]析出,加工性恶化。另一方面,如果大量添加,则在铸造时析出大量的共晶γ’相,成为高温强度下降。因此,al1-4%,更优选为al3.5-3.8%。

ti同al一样,与ni一同生成γ’相[ni3(al、ti、nb、ta)],通过析出可提高ni基高温合金的高温强度。在ti的含有率低于2.2%时,析出强化效果不明显,但如果ti的含有率超过2.5%,则脆性η相(ni3ti)的析出,使高温强度的下降和缺陷敏感性增大。因此,ti2.2-2.5%。

fe在ni基高温合金领域有助于降低合金的成本。但是,如果大量添加,则不仅引起高温强度下降,而且还涉及到合金的热膨胀系数的增大,这在高温条件下使用寿命有影响。因此,fe2-3%。

v通过与c结合形成碳化物有助于提高高温强度。在v的含量低于0.55%时,无法发挥上述的效果,如果v的含量超过0.65%,则析出物会引起脆化。因此,v:0.55~0.65%。

mn一方面具有脱氧作用,同时期还能影响奥氏体化温度,对强度有一定的改善作用。但是,如果含量过高,则引起高温氧化特性的下降及由η相(ni3ti)的析出造成的延性下降。因此mn0.15-0.25%。

si作为熔化精炼时的脱氧剂是有用的。还能改善耐氧化性。但是,如果含量过高,则引起延性下降。适当的si含量为si0.1-0.15%。

c作为强化相的m23c6型碳化物的构成元素是有用的,特别是在700℃以上的高温环境下,使m23c6型碳化物析出,维持合金的蠕变强度的重要因素之一。此外,还可防止晶粒的粗大化。在c的含有率低于0.01%时,不能确保碳化物的足够的析出量。若c的含有率超过0.04%,则制作大型结构件时的成分偏析可能性增加,引起耐蚀性及延性的下降。因此,c0.01-0.03%。

zr进入晶界,可提高高温强度。此外,与c结合形成碳化物,有助于提高高温强度。如果zr的含量低于0.01%,则无法发挥上述的效果,如果zr的含量超过0.02%,则反而使得高温强度下降,而且还引起延性下降。因此,将zr的含量规定为0.01~0.02%。

b可以起到变质的作用。硼偏聚于晶界,有利于改变晶界上第二相的形态,使之易于球化,提高晶界强度。在高温合金方面,硼主要通过在晶界偏聚,影响晶界扩散和析出,进而对合金的持久和蠕变性能产生强化作用。因此,b0.0015-0.003%。

稀土元素对改善高温合金的性能作用显著。在高温合金中添加少量稀土元素,可以提高抗硫化性能以及高温强度和热塑性,同时还可以提高高温合金的抗氧化性能以及持久寿命。稀土元素种类很多,本发明人通过实验发现当取稀土sc时对粉末的球化比例、粉末制成的最终产品诸如涡轮盘、压气机盘更为有利。因此在合金中加入sc0.005~0.05%。

hf是晶界强化元素,由于c、o等元素在ppb粉中会形成网状的碳氧化合物,阻碍了金属颗粒间的扩散和连续,成为合金的裂纹起点。所以为了可能存在的弱化碳氧化合物对晶界的不利影响,加入了晶界强化元素hf。hf可以明显改善抗腐蚀性能;铪元素的添加使碳化物的形貌发生变化,hf大于0.2%时由骨架状碳化物转变为块状碳化物,hf属于正偏析元素,容易在枝晶间聚集,同时也是构成γ′相的主要元素,能防止合金凝固过程中γ′相的生长,从而减小γ′相大小,并且会显著促进γ+γ′共晶的形成。因此,将hf的含量规定为hf0.10~0.20%。

本发明的有益效果在于:

(1)提供一种电渣锭表面质量光洁、成分且内部质量合格,成材率得到明显提高,夹杂含量少、成分分布均匀、低偏析甚至无偏析,生产成本降低,能耗降低,板材的纯净度高,耐腐蚀性能提高的电渣锭生产工艺,为后续的高温合金产品具有优异的性能打下基础;

(2)添加合金基体强化元素、晶粒细化和晶界强化元素,并调整各元素的百分比含量。通过强化手段,强化合金基体,又改进了晶界质量,使合金获得良好的综合性能。从而实现了合金在具有较高硬度和强度的同时,又具有良好的韧性;

(3)本发明通过设计新的渣系,其tio2含量比目前常见的明显偏高,避免了ti含量的波动,使得最终高温合金的产品与目标成分范围内,避免了废品的参数;

(4)本发明通过设计新的渣系、配以特定的电渣重熔工艺,通过合金中各成分之间的相互作用,使合金的强度和塑性达到较好的配合关系,本发明中合金特别适用于750℃以下使用的航空发动机涡轮盘等部件。

具体实施方式

实施例1

一种镍基高温合金的电渣重熔工艺,制备步骤如下:

(1)确定目标产品:镍基高温合金以质量百分比计算为:cr17.5、co17.5、mo7.2、w5、ta3.2、al3.8、ti2.5、fe3、v:0.55、mn0.15、si0.1、c0.01、zr0.01、b0.003、sc0.05、hf0.20,余量由ni和不可避免的杂质构成;

(2)真空感应炉熔炼:按目标产品化学成分配比结合烧损量进行配料,加入真空感应熔炼炉中进行熔炼;选取ni-co中间合金、ni-cr中间合金、ni-mo中间合金、fe-mo中间合金,w、ta、v和/或nb、zr、hf选取合适的中间合金,ti、al、mn、si、c、b、稀土选取低熔点中间合金或单质;装入坩埚,原料即将完全熔化时在上部加入覆盖剂,覆盖剂组成为质量比35-45%的萤石+55-65%的石灰,覆盖剂加入量占坩埚中合金总质量的2-5%,完全熔化后精炼20-40min,精炼过程精炼剂加入量占坩埚中合金总质量的2.5-3.5%,精炼剂是含钡、铝、钙组成的合金,在精炼后期加入脱硫剂,精炼结束后搅拌;扒渣,当镍基高温合金液熔体温度达到1500~1700℃准备进行浇铸;

(3)重熔准备:将模具预热到200℃,保持30min,进行浇铸,得到φ350mm的电极棒;

(4)电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为100-160mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为45-48v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率6-8kg/min;所述水冷结晶器的水流量为1-1.2m3/min,以确保冷却速度达到20-40℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是57-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、3-4%的mgo、10-12%的tio2以及不可避免的杂质;

(5)锻造:将电渣锭加热至1100~1150℃,保温2~3小时后锻造成棒材,将锻造成的棒材空冷至室温,将所得棒材表面车光处理后得到成品合金材料。

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥380h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1200mpa,抗拉强度≥1400mpa,延伸率≥25%。

实施例2

一种镍基高温合金的电渣重熔工艺,制备步骤如下:

(1)确定目标产品:镍基高温合金以质量百分比计算为:cr18、co16.8、mo7.5、w4.5、ta3.5、al3.5、ti2.2、fe2、v:0.65、mn0.25、si0.15、c0.03、zr0.02、b0.0015、sc0.005、hf0.10,余量由ni和不可避免的杂质构成;

(2)真空感应炉熔炼:按目标产品化学成分配比结合烧损量进行配料,加入真空感应熔炼炉中进行熔炼;选取ni-co中间合金、ni-cr中间合金、ni-mo中间合金、fe-mo中间合金,w、ta、v和/或nb、zr、hf选取合适的中间合金,ti、al、mn、si、c、b、稀土选取低熔点中间合金或单质;装入坩埚,原料即将完全熔化时在上部加入覆盖剂,覆盖剂组成为质量比35-45%的萤石+55-65%的石灰,覆盖剂加入量占坩埚中合金总质量的2-5%,完全熔化后精炼20-40min,精炼过程精炼剂加入量占坩埚中合金总质量的2.5-3.5%,精炼剂是含钡、铝、钙组成的合金,在精炼后期加入脱硫剂,精炼结束后搅拌:扒渣,当镍基高温合金液熔体温度达到1500~1700℃准备进行浇铸;

(3)重熔准备:将模具预热到200℃,保持30min,进行浇铸,得到φ350mm的电极棒;

(4)电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为100-160mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为45-48v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率6-8kg/min;所述水冷结晶器的水流量为1-1.2m3/min,以确保冷却速度达到20-40℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是57-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、3-4%的mgo、10-12%的tio2以及不可避免的杂质;

(5)锻造:将电渣锭加热至1100~1150℃,保温2~3小时后锻造成棒材,将锻造成的棒材空冷至室温,将所得棒材表面车光处理后得到成品合金材料。

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥420h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1250mpa,抗拉强度≥1480mpa,延伸率≥28%。

实施例3

一种镍基高温合金的电渣重熔工艺,制备步骤如下:

(1)确定目标产品:镍基高温合金以质量百分比计算为:cr17.5、co17、mo7.4、w4.75、ta3.3、al3.7、ti2.4、fe2.5、v:0.6、mn0.2、si0.12、c0.02、zr0.015、b0.002、sc0.03、hf0.15,余量由ni和不可避免的杂质构成;

(2)真空感应炉熔炼:按目标产品化学成分配比结合烧损量进行配料,加入真空感应熔炼炉中进行熔炼;选取ni-co中间合金、ni-cr中间合金、ni-mo中间合金、fe-mo中间合金,w、ta、v和/或nb、zr、hf选取合适的中间合金,ti、al、mn、si、c、b、稀土选取低熔点中间合金或单质;装入坩埚,原料即将完全熔化时在上部加入覆盖剂,覆盖剂组成为质量比35-45%的萤石+55-65%的石灰,覆盖剂加入量占坩埚中合金总质量的2-5%,完全熔化后精炼20-40min,精炼过程精炼剂加入量占坩埚中合金总质量的2.5-3.5%,精炼剂是含钡、铝、钙组成的合金,在精炼后期加入脱硫剂,精炼结束后搅拌;扒渣,当镍基高温合金液熔体温度达到1500~1700℃准备进行浇铸;

(3)重熔准备:将模具预热到200℃,保持30min,进行浇铸,得到φ350mm的电极棒;

(4)电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为100-160mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为45-48v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率6-8kg/min;所述水冷结晶器的水流量为1-1.2m3/min,以确保冷却速度达到20-40℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是57-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、3-4%的mgo、10-12%的tio2以及不可避免的杂质;

(5)锻造:将电渣锭加热至1100~1150℃,保温2~3小时后锻造成棒材,将锻造成的棒材空冷至室温,将所得棒材表面车光处理后得到成品合金材料。

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥400h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1220mpa,抗拉强度≥1440mpa,延伸率≥26.5%。

对比例1

总体来看,对比例1与实施例1相比,主要区别在于成分上的变化,工艺(2)-(5)与实施例一致。

具体来看,一种镍基高温合金粉末的制备方法,以质量百分比计算为:cr14.5、co14.5、mo4.8、w1.8、ta0.9、al0.8、ti2、fe2.5、v:0.5、mn0.15、si0.1、c0.01、zr0.01、b0.003、sc0.05、hf0.20,余量由ni和不可避免的杂质构成;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥300h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1000mpa,抗拉强度≥1150mpa,延伸率≥15%。

对比例2

总体来看,对比例2与实施例1相比,主要区别在于成分上的变化,工艺(2)-(5)与实施例一致。

具体来看,一种镍基高温合金粉末的制备方法,以质量百分比计算为:cr21、co21、mo10.5、w6.5、ta4.2、al4.2、ti2.6、fe3、v:0.55、mn0.15、si0.1、c0.01、zr0.01、b0.003、sc0.05、hf0.20,余量由ni和不可避免的杂质构成;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥380h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1250mpa,抗拉强度≥1330mpa,延伸率≥24%。

对比例3

总体来看,对比例3与实施例1相比,主要区别在于生产工艺(4)上渣系的变化。

具体来看,其制备步骤(4):电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为100-160mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为45-48v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率6-8kg/min;所述水冷结晶器的水流量为1-1.2m3/min,以确保冷却速度达到20-40℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是50-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、5-8%的mgo、1-8%的tio2以及不可避免的杂质;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥330h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1120mpa,抗拉强度≥1220mpa,延伸率≥21%。

对比例4

总体来看,对比例3与实施例1相比,主要区别在于生产工艺(4)上渣系的变化。

具体来看,其制备步骤(4):电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为100-160mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为45-48v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率6-8kg/min;所述水冷结晶器的水流量为1-1.2m3/min,以确保冷却速度达到20-40℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是57-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、13-14%的mgo以及不可避免的杂质;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥340h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1110mpa,抗拉强度≥1220mpa,延伸率≥19%。

对比例5

总体来看,对比例5与实施例2相比,主要区别在于稀土类型上的变化,其他工艺与实施例2一致。

具体来看,以质量百分比计算为:cr18、co16.8、mo7.5、w4.5、ta3.5、al3.5、ti2.2、fe2、v:0.65、mn0.25、si0.15、c0.03、zr0.02、b0.0015、la0.005、hf0.10,余量由ni和不可避免的杂质构成;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥350h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1260mpa,抗拉强度≥1360mpa,延伸率≥24.5%。

对比例6

总体来看,对比例6与实施例2相比,主要区别在于稀土含量上的变化,工艺与实施例2大体一致,主要是针对成分的变化对原料类型进行调整。

具体来看,以质量百分比计算为:cr18、co16.8、mo7.5、w4.5、ta3.5、al3.5、ti2.2、fe2、v:0.65、mn0.25、si0.15、c0.03、zr0.02、b0.0015、sc0.001、hf0.10,余量由ni和不可避免的杂质构成;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥350h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1140mpa,抗拉强度≥1300mpa,延伸率≥21%。

对比例7

总体来看,对比例1与实施例2相比,主要区别在于稀土含量上的变化,工艺与实施例2一致。

具体来看,以质量百分比计算为:cr18、co16.8、mo7.5、w4.5、ta3.5、al3.5、ti2.2、fe2、v:0.65、mn0.25、si0.15、c0.03、zr0.02、b0.0015、sc0.1、hf0.10,余量由ni和不可避免的杂质构成;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥370h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1190mpa,抗拉强度≥1350mpa,延伸率≥27%。

对比例8

总体来看,对比例1与实施例3相比,主要区别在于生产工艺(4)上的变化。

具体来看,其制备步骤(4):电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为<100mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为25-28v,重熔电流为4500-5000a,平均熔化速率4-5kg/min;所述水冷结晶器的水流量为0.8-1.0m3/min,以确保冷却速度达到<20℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是57-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、3-4%的mgo、10-12%的tio2以及不可避免的杂质;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥340h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1190mpa,抗拉强度≥1390mpa,延伸率≥25.5%。

对比例9

总体来看,对比例1与实施例3相比,主要区别在于生产工艺(4)上的变化。

具体来看,其制备步骤(4):电渣重熔:将步骤(3)中得到的电极棒作为自耗电极,将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中,插入深度为<100mm,通电起弧后,调节重熔电压和重熔电流,在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭;所述重熔电压为45-48v,重熔电流为6500-7000a,平均熔化速率10-11kg/min;所述水冷结晶器的水流量为1-1.2m3/min,以确保冷却速度达到20-40℃/s,促进电渣锭的凝固,降低电渣锭的偏析;使用的渣系是57-60%的caf2、15-20%的al2o3、13-18%的cao、3-4%的mgo、10-12%的tio2以及不可避免的杂质;

为了进一步棒材在热处理后的性能,在步骤(5)之后进行了热处理,具体是以50-60℃/min的升温速率加热到1150~1180℃保持3~5h,然后油淬;之后以20-30℃/min缓慢升温到880-900℃,处理时间15-20h。

将该热处理之后的产品置于900℃、200mpa下,持久寿命≥370h;在750℃下,测量发现屈服强度≥1170mpa,抗拉强度≥1400mpa,延伸率≥24.5%。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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