渣中含有适当的MgO将会在渣池表面形成一层半凝固膜，可防止渣池吸氢及防止渣中变价氧化物向金属熔池传递供氧，从而使铸锭中氧、氢、氮含量降低。同时，这层凝固膜可减少渣表面向大气辐射的热损失。MgO在渣中可提高Ti3O5和Al2O3的活度系数同时又能降低渣中T12的活度系数，从而减少Ti的烧损，但是MgO容易使熔渣的黏度提高，所以渣中MgO含控制在10质量％以内。1102:本合金中含Ti元素，渣中加入一定量的T12，可以抑制Ti的烧损，T12是变价氧化物，它对金属熔池起传递供氧作用，故含量控制在10质量％以内。电渣重熔渣系重量组份优选为=CaF2:Al2O3:CaO:MgO: T12 =70%:10%:10%:5%:5%。
[0027]本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点和积极效果:
本发明内燃机排气阀用镍基合金通过控制C、Al、Ti的含量提高了合金的强度；通过添加W、Mo、Nb提高了合金高温长期使用性能；通过添加Cr保证了合金的耐蚀性能及合金的基体强度，通过添加Y改善合金氧化层的结构，使合金在使用过程中产生的氧化膜的更加致密，进一步提升了合金的耐高温氧化性能和耐腐蚀性能；通过添加Hf细化合金晶粒，提高气阀合金的耐高温抗腐蚀性能；通过添加微量的B可起到细化合金组织，改善耐晶间腐蚀性能，微量B的加入还可提高气阀合金的热塑性，改善合金的热加工性；采用Fe基体降低了合金的生产成本；本技术制造的气阀合金具有强度硬度高、优良的耐蚀性能、良好的高温性能的综合特点。
[0028]此外，本发明采用了中频感应熔+电渣重熔工艺方法，替代真空熔炼+电渣工艺，降低了生产成本；通过合理设计渣系，采用CaF2、Al2O3XaO三元渣系为主，添加少量的MgO和打02构成多元素渣系，在合理的工艺条件下，有效去除了合金在的氧化物夹杂，在重熔过程中添加少许脱氧剂(Al粉或硅钙粉，用量2kg/T)，提升了合金的纯净度，此工艺方法不仅降低了生产成本，而且使合金满足了成份设计要求，保证了合金的使用性能。
【附图说明】
[0029]图1为本发明实施例1号合金热轧态金相组织照片；
图2为本发明实施例1号合金经固溶处理后金相组织照片；
图3为本发明实施例合金未经电渣重熔时其氧化物夹杂金相组织照片；
图4为本发明实施例低镍奥氏体气阀合金经固溶处理后的力学性能表I ;
图5为本发明实施例电渣重熔前后元素含量变化表2。
【具体实施方式】
[0030]下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0031]实施例1，一种低镍奥氏体气阀合金，化学成分按照重量百分比，含有Ni:31%, Cr:14%，C:0.04%，Al:2%，T1:2.6%，W:0.1%，Mo:0.7%，Nb:0.7%，Cu:0.1%，Y:0.15%，Hf:0.14%，B:0.003%，Mn:0.3%，Si:0.1%，S 彡 0.02%，P 彡 0.02%，O 彡 0.02%，N 彡 0.02%，余量为 Fe 和不可避免的杂质，所述杂质含量< 0.3%。
[0032]实施例2，一种低镍奥氏体气阀合金，化学成分按照重量百分比，含有Ni:29%, Cr:15%，C:0.03%，Al:1.8%，T1:2.7%，W:0.5%，Mo:0.6%，Nb:0.5%，Cu:0.2%，Y:0.13%，Hf:0.12%，B:0.002%，Mn:0.3%，Si:0.2%，S 彡 0.02%，P 彡 0.02%，O 彡 0.02%，N 彡 0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量< 0.3%。
[0033]实施例3，一种低镍奥氏体气阀合金，化学成分按照重量百分比，含有Ni:35%, Cr:17%，C:0.06%，Al:2.1%，T1:3.0%，W:0.3%，Mo:0.4%，Nb:0.6%，Cu:0.1%，Y:0.12%，Hf:0.13%，B:0.003%，Mn:0.2%，Si:0.2%，S 彡 0.02%，P 彡 0.02%，O 彡 0.02%，N 彡 0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量< 0.3%。
[0034]实施例4，一种低镍奥氏体气阀合金，化学成分按照重量百分比，含有Ni:35%, Cr:17%，C:0.06%，Al:1.9%，T1:2.7%，Mo:0.6%，Nb:0.5%，Cu:0.1%，Y:0.11%，Hf:0.11%，B:0.0035%，Mn:0.2%，Si:0.2%，S 彡 0.02%，P 彡 0.02%，O 彡 0.02%，N 彡 0.02%，余量为 Fe 和不可避免的杂质，所述杂质含量< 0.3%。
[0035]本发明还公开了上述实施例1-4中的低镍奥氏体气阀合金的制备方法，依顺序包括如下步骤:中频感应熔炼并浇铸电极、电渣重熔、热锻、方坯超声波探伤、方锭局部修磨、热轧、在线温度补偿、热轧盘条、固溶、矫直、磨制、水洗直条、涡流探伤、超声波探伤、检验、包装、入库。
[0036]在线温度补偿步骤中，采用中频感应加热，确保气阀合金的温度在热轧工艺规范范围(1010°C -1060°C)，轧制过程中实时在线监测合金的温度，通过控制轧制速率保持轧制线上气阀合金的温度。
[0037]本发明实施例1-4中的低镍奥氏体气阀合金经固溶处理处理后其性能指标见附图4表I所示。图1为I号合金热轧态金相组织图，图2为I号合金经固溶处理后金相组织图。
[0038]在上述实施例1-4的低镍奥氏体气阀合金的制备方法中，电渣重熔步骤过程中渣系组份为:CaF2: Al2O3:CaO:MgO: T12 =70%: 10%: 10%: 5%: 5%，在上述实施例 1-4 中，具体条件为:液渣起弧，重熔电流:2800A，自耗电极:Φ70*95*1100-1200_，结晶器:Φ120*140ι?，电渣锭重:40Kg。电渣重熔前后元素含量变化见附图5表2所示。合金未经电渣重熔其氧化物夹杂见图3所示，很明显，合金经轧制后其氧化物夹杂呈性线分布。
[0039]申请人声明，本发明通过上述制备工艺来说明本发明的工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1.一种低镍奥氏体气阀合金，其特征在于，化学成分按照重量百分比，含有c:0.02?0.08%，Ni:28.0 ?35.0%，Cr:12.0 ?17.0%，Al:1.5 ?2.5%，Ti:2.5 ?3.5%，W 与 Mo 重量百分比之和:0.4?1.02%，Nb与Cu重量百分比之和:0.3?0.9%、并且Cu ( 0.3%，Y:0.05 ?0.2%，Hf:0.05 ?0.3%，B:0.001 ?0.005%，Mn 彡 0.4%，Si 彡 0.3%，S 彡 0.02%，P彡0.02%，O彡0.02%，N彡0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量彡0.3%。
2.根据权利要求1所述的低镍奥氏体气阀合金，其特征在于，化学成分按照重量百分比，含有 Ni:31%, Cr:14%, C:0.04%，Al:2%，Ti:2.6%,ff:0.1%，Mo:0.7%，Nb:0.7%，Cu:0.1%，Y:0.15%，Hf:0.14%，B:0.003%，Mn:0.3%，S1:0.1%，S 彡 0.02%，P 彡 0.02%，O 彡 0.02%，N彡0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量彡0.3%。
3.根据权利要求1所述的低镍奥氏体气阀合金，其特征在于，化学成分按照重量百分比，含有 Ni:29%, Cr:15%，C:0.03%，Al:1.8%，Ti:2.7%，W:0.5%，Mo:0.6%，Nb:0.5%，Cu:0.2%, Y:0.13%, Hf:0.12%，B:0.002%，Mn:0.3%, Si:0.2%，S 彡 0.02%, P^0.02%, 0^0.02%，N彡0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量彡0.3%。
4.根据权利要求1所述的低镍奥氏体气阀合金，其特征在于，化学成分按照重量百分比，含有 Ni:35%, Cr:17%，C:0.06%，Al:2.1%，Ti:3.0%，W:0.3%，Mo:0.4%，Nb:0.6%，Cu:0.1%, Y:0.12%, Hf:0.13%，B:0.003%，Mn:0.2%, Si:0.2%，S 彡 0.02%, P^0.02%, 0^0.02%，N彡0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量彡0.3%。
5.根据权利要求1所述的低镍奥氏体气阀合金，其特征在于，化学成分按照重量百分比，含有 Ni:35%, Cr:17%，C:0.06%，Al:1.9%，Ti:2.7%，Mo:0.6%，Nb:0.5%，Cu:0.1%，Y:0.11%，Hf:0.11%，B:0.0035%，Mn:0.2%，S1:0.2%，S 彡 0.02%，P 彡 0.02%，O 彡 0.02%，N彡0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量彡0.3%。
6.一种根据权利要求1-5任一所述的低镍奥氏体气阀合金的制备方法，其特征在于，依顺序包括如下步骤:真空感应熔炼并浇铸电极、电渣重熔、热锻、方坯超声波探伤、方锭局部修磨、热轧、在线温度补偿、热轧盘条、固溶、矫直、磨制、水洗直条、涡流探伤、超声波探伤、检验、包装、入库。
7.根据权利要求6所述的低镍奥氏体气阀合金的制备方法，其特征在于，电渣重熔步骤中渣系的重量组份配比要求为:0&&含量控制在小于80%且大于60%，CaO含量控制在小于15%且大于5%，Al2O3控制在小于15%且大于5%，MgO含量控制在10%以内，T12含量控制在10质量％以内。
8.根据权利要求7所述的低镍奥氏体气阀合金的制备方法，其特征在于，电渣重熔步骤中渣系的重量组份配比为:CaF2:A1203:Ca0:Mg0:Ti02 =70%: 10%: 10%:5%:5%。
9.根据权利要求6所述的低镍奥氏体气阀合金的制备方法，其特征在于，在线温度补偿步骤中，采用中频感应加热，确保气阀合金的温度在热轧工艺规范范围(1010°C~1060°C)，轧制过程中实时在线监测合金的温度，通过控制轧制速率保持轧制线上低镍奥氏体气阀合金的温度。
【专利摘要】本发明公开了一种低镍奥氏体气阀合金及其制备方法，合金含有C：0.02～0.08%，Ni：28.0～35.0%，Cr：12.0～17.0%，Al：1.5～2.5%，Ti：2.5～3.5%，W与Mo重量百分比之和：0.4～1.02%，Nb与Cu重量百分比之和：0.3～0.9%、并且Cu≤0.3%，Y：0.05～0.2%，Hf：0.05～0.3%，B：0.001～0.005%，Mn≤0.4%，Si≤0.3%，S≤0.02%，P≤0.02%，O≤0.02%，N≤0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述杂质含量≤0.3%。该合金具有强度硬度高、优良的耐蚀性能、良好的高温性能的综合特点。
【IPC分类】C22C38-54
【公开号】CN104726786
【申请号】CN201510176213
【发明人】朱治愿, 宫友军, 益帼, 郑传波, 张国付, 沈国平, 张竞, 涂玉国, 翟德建, 魏伟
【申请人】江苏申源特钢有限公司, 江苏科技大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月15日