本發明屬于高溫合金冶煉(lian)技術領域(yu)，具體(ti)涉及一種(zhong)鎳(nie)基高溫合金多(duo)級脫氧真空感應熔煉(lian)方(fang)法。
背景技術：
氧(yang)作為(wei)鎳基(ji)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)中(zhong)有害雜質元(yuan)素，易與親氧(yang)的(de)(de)(de)金(jin)屬元(yuan)素形成氧(yang)化(hua)物夾(jia)雜。這些高(gao)(gao)熔(rong)點的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)物夾(jia)雜不僅消(xiao)耗了一(yi)部分(fen)合金(jin)元(yuan)素，而(er)且在以后的(de)(de)(de)熔(rong)煉(lian)或(huo)熱處理過程(cheng)中(zhong)很難消(xiao)除并且在鎳基(ji)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)服役過程(cheng)中(zhong)易成為(wei)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)萌生源和(he)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)擴展(zhan)通(tong)道(dao)，降低(di)(di)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)的(de)(de)(de)持久、疲(pi)勞和(he)蠕(ru)變性能(neng)。研(yan)究表明，當氧(yang)含量降低(di)(di)到50ppm以下時，高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)的(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie)壽命顯著(zhu)(zhu)提高(gao)(gao)。因此(ci)，需(xu)要對高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)液進行脫氧(yang)處理，以降低(di)(di)鎳基(ji)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)的(de)(de)(de)氧(yang)含量，從而(er)提高(gao)(gao)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)的(de)(de)(de)性能(neng)。而(er)真(zhen)空感應熔(rong)煉(lian)作為(wei)鎳基(ji)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)的(de)(de)(de)第一(yi)道(dao)熔(rong)煉(lian)工序(xu)，對脫氧(yang)有著(zhu)(zhu)至關重要的(de)(de)(de)作用。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種鎳基高(gao)溫(wen)合(he)金多(duo)級脫氧(yang)真空感應熔煉(lian)方法，用以(yi)降(jiang)低鎳基高(gao)溫(wen)合(he)金注定(ding)中的氧(yang)含量。
本發明所采用的技術(shu)方案是：一種鎳基高溫合(he)金(jin)多級(ji)脫氧真空感應(ying)熔煉方法，具體包括以(yi)下(xia)步(bu)驟：
步(bu)驟(zou)1，將鎳基高溫合金的(de)原材(cai)料(liao)進(jin)行分類，分類標(biao)準為原材(cai)料(liao)中(zhong)氧元(yuan)素(su)(su)含量的(de)高低、原材(cai)料(liao)中(zhong)主(zhu)體(ti)元(yuan)素(su)(su)對(dui)氧元(yuan)素(su)(su)的(de)親和力強弱以(yi)及(ji)主(zhu)體(ti)元(yuan)素(su)(su)對(dui)碳元(yuan)素(su)(su)在(zai)熔體(ti)中(zhong)活度的(de)影響；
步驟2，按照原料分(fen)類分(fen)別(bie)對原料依次進行三級脫氧熔煉和精煉；
步驟3，三次精煉后，對爐室充氬氣至≥10000Pa并加入微量元(yuan)素和(he)低熔點合(he)金(jin)元(yuan)素，然后進行電磁攪拌一定時間后將溫度調到澆注溫度設定范(fan)圍內澆注。
本發(fa)明的特(te)點還在于，
步驟(zou)2具體(ti)(ti)(ti)為：將碳與氧元(yuan)素(su)含量(liang)較(jiao)低以(yi)及(ji)主(zhu)體(ti)(ti)(ti)元(yuan)素(su)對氧的(de)(de)親和(he)力不強(qiang)的(de)(de)原材(cai)料(liao)(liao)優先裝(zhuang)爐熔煉(lian)和(he)精煉(lian)；然后將含有的(de)(de)主(zhu)體(ti)(ti)(ti)元(yuan)素(su)能夠提高熔體(ti)(ti)(ti)中(zhong)碳元(yuan)素(su)活度(du)的(de)(de)原材(cai)料(liao)(liao)進行裝(zhuang)爐熔煉(lian)和(he)精煉(lian)；最后加入對氧元(yuan)素(su)親和(he)力較(jiao)強(qiang)且在熔煉(lian)過程中(zhong)其氧化(hua)物能夠形成渣的(de)(de)原材(cai)料(liao)(liao)，對其進行熔煉(lian)和(he)精煉(lian)。
對氧元素親(qin)和(he)力較(jiao)強且在熔煉(lian)過程中(zhong)其氧化物能夠形(xing)成渣的(de)原材料為Al和(he)Ti。
一級精煉(lian)溫度為1490-1510℃，精煉(lian)時(shi)間為30-40分鐘。
二(er)級精(jing)煉溫度為1480-1500℃，精(jing)煉時(shi)間(jian)為20-30分鐘。
三級精煉溫(wen)度為1460-1480℃，精煉時間為20-30分(fen)鐘。
熔(rong)煉和精煉過程中真空度(du)小(xiao)于0.1Pa。
精煉(lian)過程(cheng)中施加電(dian)磁攪拌，以促進熔體的(de)脫(tuo)氣(qi)過程(cheng)。
本發(fa)明的有益效果是(shi)，
1.本發明為鎳(nie)(nie)基高溫合金在冶煉過程中降(jiang)低氧含量提供了一種新工藝(yi)，可以有效去除鎳(nie)(nie)基高溫合金中的(de)氧元素(su)。
2.本發(fa)明操作簡單(dan)，可行性高，應用范圍(wei)廣。
3.本發(fa)明為鎳基(ji)(ji)高(gao)溫合金冶煉過程中其(qi)他雜質元素的(de)去除提供(gong)了一(yi)個(ge)可行且高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)方法。基(ji)(ji)于本發(fa)明可以有效(xiao)(xiao)(xiao)提高(gao)鎳基(ji)(ji)高(gao)溫合金的(de)純凈度，可以有效(xiao)(xiao)(xiao)提高(gao)鎳基(ji)(ji)高(gao)溫合金的(de)性能。
具體實施方式
下面結合具體實(shi)施方式對本發明進行詳細說(shuo)明。
本(ben)發明一(yi)(yi)種鎳(nie)基(ji)高溫合金多級(ji)脫(tuo)氧(yang)(yang)真(zhen)空感應(ying)熔(rong)(rong)煉方法，第一(yi)(yi)級(ji)脫(tuo)氧(yang)(yang)主(zhu)要是(shi)將(jiang)與氧(yang)(yang)元(yuan)素(su)親和力較低的(de)(de)(de)原材料中(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)元(yuan)素(su)通過碳(tan)與氧(yang)(yang)反應(ying)形成(cheng)一(yi)(yi)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)而(er)去(qu)除，第二級(ji)脫(tuo)氧(yang)(yang)主(zhu)要是(shi)添(tian)(tian)加能夠提(ti)高碳(tan)元(yuan)素(su)在高溫合金熔(rong)(rong)體中(zhong)活度的(de)(de)(de)原材料進(jin)(jin)一(yi)(yi)步促進(jin)(jin)碳(tan)的(de)(de)(de)脫(tuo)氧(yang)(yang)反應(ying)，第三級(ji)脫(tuo)氧(yang)(yang)主(zhu)要是(shi)添(tian)(tian)加易(yi)于(yu)氧(yang)(yang)元(yuan)素(su)在熔(rong)(rong)體中(zhong)形成(cheng)渣(zha)的(de)(de)(de)原材料進(jin)(jin)行(xing)深度脫(tuo)氧(yang)(yang)。本(ben)發明的(de)(de)(de)脫(tuo)氧(yang)(yang)過程在精煉過程中(zhong)進(jin)(jin)行(xing)，在此(ci)過程中(zhong)通過電磁攪拌的(de)(de)(de)方法促進(jin)(jin)脫(tuo)氧(yang)(yang)劑與氧(yang)(yang)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)反應(ying)。具體包(bao)括(kuo)以下步驟(zou)：
步(bu)驟1，將鎳基高(gao)溫(wen)合(he)金的(de)(de)原材料進(jin)行分(fen)類，分(fen)類標準為原材料中氧元(yuan)素含量的(de)(de)高(gao)低、原材料中主體元(yuan)素對氧元(yuan)素的(de)(de)親和力強弱以及(ji)主體元(yuan)素對碳元(yuan)素在熔體中活度的(de)(de)影(ying)響；
步驟(zou)2，將(jiang)(jiang)碳(tan)與氧元素(su)(su)(su)含(han)量較低以及主體元素(su)(su)(su)對(dui)氧的親和(he)力不強的原材料(liao)(liao)優先裝(zhuang)爐熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)和(he)精煉(lian)(lian)；然后將(jiang)(jiang)含(han)有(you)的主體元素(su)(su)(su)能夠(gou)提高熔(rong)(rong)體中碳(tan)元素(su)(su)(su)活度的原材料(liao)(liao)進行裝(zhuang)爐熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)和(he)精煉(lian)(lian)；最后加入對(dui)氧元素(su)(su)(su)親和(he)力較強且在熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)過(guo)程中其氧化物(wu)能夠(gou)形成(cheng)渣的原材料(liao)(liao)，對(dui)其進行熔(rong)(rong)煉(lian)(lian)和(he)精煉(lian)(lian)；
一級(ji)精(jing)煉(lian)溫度為(wei)1490-1510℃，精(jing)煉(lian)時間為(wei)30-40分鐘。
二級精煉溫(wen)度(du)為(wei)1480-1500℃，精煉時間為(wei)20-30分鐘。
三級精煉(lian)溫度為1460-1480℃，精煉(lian)時間為20-30分鐘。
熔(rong)煉(lian)(lian)和精(jing)煉(lian)(lian)過(guo)程中真空度(du)小(xiao)于0.1Pa。
精煉過程中施加電磁攪拌，以(yi)促進(jin)熔體的(de)脫氣(qi)過程。
步驟3，三次精煉后，對爐(lu)室充氬氣(≥10000Pa)并(bing)加入微量(liang)元素和低熔點元素，然后進行電磁(ci)攪拌約5-15分鐘后將溫度(du)調到澆注(zhu)溫度(du)設定范圍內澆注(zhu)。
本發(fa)明(ming)在(zai)冶煉過程中，真(zhen)空度維持(chi)在(zai)0.1Pa以(yi)下(xia)，并且在(zai)合(he)(he)適的(de)精(jing)煉溫(wen)度下(xia)施加電磁攪拌使(shi)不同熔煉階段的(de)脫氧(yang)(yang)劑與氧(yang)(yang)元(yuan)素(su)充分接觸(chu)反應除氧(yang)(yang)并且有利于渣聚集上浮，使(shi)得氧(yang)(yang)元(yuan)素(su)逐(zhu)級減(jian)少(shao)。本發(fa)明(ming)在(zai)不需要(yao)加入非高溫(wen)合(he)(he)金(jin)組成元(yuan)素(su)的(de)前提(ti)下(xia)，能夠(gou)有效降低高溫(wen)合(he)(he)金(jin)中的(de)氧(yang)(yang)元(yuan)素(su)，操作簡單(dan)，方法適用范圍廣(guang)。
本發明設計原(yuan)理如(ru)下(xia)：
為了減少(shao)合金(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)與(yu)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)應生(sheng)成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)而消耗(hao)并(bing)且(qie)增加氧(yang)(yang)(yang)的(de)脫(tuo)除率，根據(ju)原材料中氧(yang)(yang)(yang)元(yuan)素(su)(su)(su)高(gao)低(di)(di)，合金(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)對(dui)(dui)(dui)氧(yang)(yang)(yang)元(yuan)素(su)(su)(su)的(de)親和力強弱和以(yi)及主體元(yuan)素(su)(su)(su)對(dui)(dui)(dui)碳元(yuan)素(su)(su)(su)在(zai)熔體中活度的(de)影響，本發明采用分批次加料并(bing)且(qie)在(zai)較低(di)(di)的(de)真空度下(xia)(小于0.1Pa)進(jin)(jin)行真空感應熔煉和精(jing)煉，對(dui)(dui)(dui)高(gao)溫合金(jin)液進(jin)(jin)行分級脫(tuo)氧(yang)(yang)(yang)處理，在(zai)精(jing)煉過程(cheng)中通(tong)過電磁攪(jiao)拌作用促(cu)進(jin)(jin)氧(yang)(yang)(yang)元(yuan)素(su)(su)(su)的(de)擴(kuo)散、增大脫(tuo)氣面積以(yi)及增加與(yu)脫(tuo)氧(yang)(yang)(yang)劑的(de)反(fan)應，從而促(cu)進(jin)(jin)氧(yang)(yang)(yang)元(yuan)素(su)(su)(su)含量的(de)降低(di)(di)。
在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)煉過程(cheng)中(zhong)氧(yang)(yang)(yang)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)除效率不(bu)(bu)僅與(yu)爐室的(de)(de)(de)真(zhen)空度(du)，原材(cai)料中(zhong)的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)量(liang)(liang)和(he)(he)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)濃度(du)有(you)關，還與(yu)熔(rong)(rong)(rong)體中(zhong)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)劑(ji)(ji)和(he)(he)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)活度(du)存在(zai)(zai)直(zhi)接關系。高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)煉過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)劑(ji)(ji)主(zhu)(zhu)要有(you)碳(tan)(tan)和(he)(he)鋁。在(zai)(zai)一定真(zhen)空度(du)下，碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)初始(shi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)效果較(jiao)好，并(bing)且(qie)其(qi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)產(chan)物(wu)為一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)，不(bu)(bu)會污染高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，而鋁和(he)(he)原材(cai)料中(zhong)的(de)(de)(de)其(qi)他易氧(yang)(yang)(yang)化(hua)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬元(yuan)(yuan)素(su)(su)與(yu)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應(ying)可能(neng)產(chan)生夾(jia)雜(za)物(wu)對(dui)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)性(xing)能(neng)不(bu)(bu)利。因此，需要對(dui)氧(yang)(yang)(yang)元(yuan)(yuan)素(su)(su)進(jin)行(xing)分級脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)除，避免(mian)有(you)利的(de)(de)(de)親(qin)氧(yang)(yang)(yang)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬元(yuan)(yuan)素(su)(su)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)夾(jia)雜(za)而過度(du)消耗。然而，當碳(tan)(tan)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)時高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)液中(zhong)氧(yang)(yang)(yang)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)降低到約20ppm時，氧(yang)(yang)(yang)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)不(bu)(bu)能(neng)繼續(xu)降低，此時氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)除主(zhu)(zhu)要受(shou)控于(yu)動力學(xue)過程(cheng)，一些金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬元(yuan)(yuan)素(su)(su)能(neng)夠提(ti)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)或氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)活度(du)促(cu)進(jin)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應(ying)進(jin)行(xing)，比如鉻(ge)能(neng)夠提(ti)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)體中(zhong)的(de)(de)(de)活度(du)，此時加(jia)鉻(ge)能(neng)夠促(cu)進(jin)碳(tan)(tan)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)。在(zai)(zai)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)后期碳(tan)(tan)和(he)(he)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應(ying)達(da)到平衡后，通過添(tian)加(jia)與(yu)氧(yang)(yang)(yang)親(qin)和(he)(he)力較(jiao)大(da)并(bing)且(qie)其(qi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)產(chan)物(wu)易形(xing)(xing)(xing)成(cheng)渣(zha)并(bing)富集在(zai)(zai)坩鍋壁和(he)(he)熔(rong)(rong)(rong)體表面(mian)而去除的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)體元(yuan)(yuan)素(su)(su)，比如鋁與(yu)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應(ying)以(yi)渣(zha)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)式脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)除。因此，根據高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)煉過程(cheng)中(zhong)氧(yang)(yang)(yang)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)低，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)劑(ji)(ji)與(yu)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)親(qin)和(he)(he)力強弱以(yi)及脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)劑(ji)(ji)在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)體中(zhong)的(de)(de)(de)活度(du)大(da)小，在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)冶煉過程(cheng)中(zhong)實行(xing)多級脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)。
實施例1
GH4720Li合金的真(zhen)空感應熔煉。
步驟1，第一次裝爐
1.1將重量較多的(de)(de)(de)原材料(liao)按照含(han)氧(yang)元(yuan)(yuan)素(su)高低以及主體元(yuan)(yuan)素(su)與氧(yang)的(de)(de)(de)親(qin)和力(li)強弱分(fen)類(lei)：真空(kong)脫(tuo)(tuo)氣鉻(ge)(含(han)氧(yang)330ppm)、NiW合(he)金(含(han)氧(yang)280ppm)、NiMo合(he)金(含(han)氧(yang)210ppm)、其他(ta)原材料(liao)含(han)氧(yang)元(yuan)(yuan)素(su)較低。由(you)于真空(kong)脫(tuo)(tuo)氣鉻(ge)含(han)氧(yang)元(yuan)(yuan)素(su)最多，與氧(yang)的(de)(de)(de)親(qin)和力(li)較強，并(bing)且鉻(ge)元(yuan)(yuan)素(su)能夠增加碳(tan)元(yuan)(yuan)素(su)在(zai)熔體中的(de)(de)(de)活度。因此先(xian)對NiMo和NiW合(he)金進(jin)行冶煉脫(tuo)(tuo)氧(yang)，然后再加入真空(kong)脫(tuo)(tuo)氣Cr冶煉脫(tuo)(tuo)氧(yang)。
1.2將電(dian)解(jie)鎳、電(dian)解(jie)鈷、真空脫氣(qi)鉻等表面進(jin)行滾(gun)磨處理，處理完(wan)后表面呈金屬金屬亮色，然后與鎳鉬合(he)金、鎳鎢(wu)合(he)金、海綿鈦(tai)和純鋁原(yuan)材料(liao)在100℃下(xia)進(jin)行48小(xiao)時(shi)干燥。
1.3在坩堝中從下到(dao)上依次裝(zhuang)入80％Ni、全部(bu)Co、全部(bu)C、全部(bu)NiMo、全部(bu)NiW、20％Ni。
步驟2，第一次(ci)熔煉(lian)和精(jing)煉(lian)
2.1對真空感應熔煉(lian)爐抽(chou)空，當真空度(du)小于0.1Pa時(shi)，開(kai)始送電熔煉(lian)。熔煉(lian)的初(chu)始功率為100kw呈階梯狀緩慢升高至450kw，經(jing)過一(yi)段時(shi)間的熔煉(lian)后所加原材料熔清，并(bing)且熔體表面沒有出(chu)現沸騰狀。
2.2進入第一次精煉(lian)期，調節精煉(lian)溫(wen)度為(wei)1510℃，然后(hou)將功率降至100kw在精煉(lian)溫(wen)度保溫(wen)40分(fen)鐘(zhong)后(hou)第一次取(qu)樣，精煉(lian)過(guo)程中施加電(dian)磁攪拌促進碳與氧(yang)氣的反應并且使真空(kong)度小(xiao)于0.1Pa。
步驟3，第二次裝爐
第一(yi)次精煉(lian)完成并取樣(yang)后(hou)，爐子斷電使熔(rong)體表面(mian)結膜，然后(hou)通(tong)過料倉加(jia)入真(zhen)空脫(tuo)氣鉻。
步驟4，第二次(ci)熔煉和(he)精煉
4.1待真空(kong)脫氣鉻加(jia)完后，將(jiang)功率升高至500kw，經過(guo)一段時間的熔煉后熔清且熔體表(biao)面未(wei)發(fa)現沸騰。
4.2進入第二次精(jing)煉期(qi)，調節精(jing)煉溫度(du)(du)為1500℃，然后(hou)將功率(lv)降至100kw至精(jing)煉溫度(du)(du)保溫30分鐘后(hou)第二次取(qu)樣，精(jing)煉過程中(zhong)施(shi)加電磁攪拌促進熔體的脫氣(qi)過程并且使真空度(du)(du)小于0.1Pa。
步驟5，第三次裝爐
第二次精煉(lian)完成(cheng)并取樣(yang)后(hou)，爐子斷電(dian)使熔體表(biao)面結膜，然后(hou)通過(guo)料(liao)倉加入Ti和Al。
步驟6，第三(san)次熔煉和精(jing)煉
6.1待Al和Ti加完后，將(jiang)功(gong)率升高至200kw，經過一段時間的熔煉后熔清且熔體表面未發現沸騰。
6.2進(jin)入第(di)三次精(jing)煉期，調(diao)節精(jing)煉溫(wen)度(du)(du)為1480℃，然后將功(gong)率(lv)降至100kw至精(jing)煉溫(wen)度(du)(du)保溫(wen)30分鐘后第(di)三次取樣，精(jing)煉過程(cheng)中施加電磁攪(jiao)拌促進(jin)熔體的脫氣過程(cheng)并且(qie)使真空(kong)度(du)(du)小(xiao)于(yu)0.1Pa。
步驟7，澆注
三次精煉(lian)結束后，將功(gong)率調到100kw保(bao)溫，充(chong)氬氣(qi)到20000Pa，然后加入NiB、Zr和(he)NiMg，經過15分鐘的電磁攪拌，微量合金全部熔(rong)化(hua)后將溫度調到1480℃澆注。
實施例2
GH4698合金的真空感應熔煉。
步驟1，第一次裝爐
1.1將重量(liang)較多的(de)原材(cai)料(liao)按照(zhao)含(han)(han)氧(yang)(yang)元(yuan)(yuan)素(su)高(gao)低以及(ji)主體元(yuan)(yuan)素(su)與(yu)氧(yang)(yang)的(de)親(qin)和(he)力(li)強弱(ruo)分類：NiNb合金(jin)(jin)(含(han)(han)氧(yang)(yang)840ppm)、真(zhen)空(kong)脫(tuo)(tuo)氣(qi)鉻(含(han)(han)氧(yang)(yang)330ppm)、NiMo合金(jin)(jin)(含(han)(han)氧(yang)(yang)210ppm)、其他原材(cai)料(liao)含(han)(han)氧(yang)(yang)元(yuan)(yuan)素(su)較低。由于NiNb合金(jin)(jin)含(han)(han)氧(yang)(yang)元(yuan)(yuan)素(su)最多，真(zhen)空(kong)脫(tuo)(tuo)氣(qi)鉻中(zhong)氧(yang)(yang)元(yuan)(yuan)素(su)含(han)(han)量(liang)次之，鉻元(yuan)(yuan)素(su)與(yu)氧(yang)(yang)的(de)親(qin)和(he)力(li)較強，并(bing)且能夠增(zeng)加碳元(yuan)(yuan)素(su)在熔(rong)體中(zhong)的(de)活(huo)度。而且NiMo合金(jin)(jin)含(han)(han)氧(yang)(yang)較少(shao)，與(yu)氧(yang)(yang)的(de)親(qin)和(he)力(li)不(bu)高(gao)，因此(ci)先(xian)加入(ru)NiMo合金(jin)(jin)進行(xing)熔(rong)煉脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)，然后再(zai)加入(ru)真(zhen)空(kong)脫(tuo)(tuo)氣(qi)鉻和(he)NiNb合金(jin)(jin)熔(rong)煉脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)。
1.2將電(dian)解鎳、NiMo合(he)金(jin)、真空(kong)脫氣鉻等表面進行滾磨(mo)處理，處理完(wan)后表面呈金(jin)屬(shu)金(jin)屬(shu)亮色，然后與鎳鈮合(he)金(jin)、海綿鈦和(he)純鋁原材料在(zai)100℃下進行48小時干燥。
1.3在坩堝(guo)中從下到上依次裝入(ru)80％Ni、全部(bu)C、全部(bu)NiMo和20％Ni。
步(bu)驟(zou)2，第一次熔煉和精(jing)煉
2.1對真(zhen)空感(gan)應熔(rong)煉(lian)爐(lu)抽空，當真(zhen)空度小于0.1Pa時(shi)，開始(shi)送電熔(rong)煉(lian)。熔(rong)煉(lian)的(de)初始(shi)功(gong)率為100kw呈(cheng)階(jie)梯狀(zhuang)緩慢升高至400kw，經過一段時(shi)間的(de)熔(rong)煉(lian)后所(suo)加(jia)原材料熔(rong)清(qing)，并且熔(rong)體(ti)表面沒有出現沸騰狀(zhuang)。
2.2進(jin)入第(di)一(yi)次精煉(lian)期，調節精煉(lian)溫(wen)度為1490℃，然后將(jiang)功率降至100kw在精煉(lian)溫(wen)度保溫(wen)30分鐘后第(di)一(yi)次取(qu)樣，精煉(lian)過程中施加電磁攪拌促進(jin)碳與氧氣的(de)反應并且使真空度小(xiao)于0.1Pa。
步驟3，第二次裝爐
第一次(ci)精(jing)煉完(wan)成并取樣后(hou)，爐子斷電使熔體表面結膜，然后(hou)通過料倉(cang)加入真空脫氣鉻和NiNb合金(jin)。
步驟4，第二次熔煉和精煉
4.1待真空脫(tuo)氣鉻加完后，將功率升高(gao)至500kw，經過一(yi)段(duan)時(shi)間的(de)熔(rong)(rong)煉(lian)后熔(rong)(rong)清且熔(rong)(rong)體表面未發現沸騰。
4.2進(jin)入第二次(ci)精煉(lian)期，調節精煉(lian)溫度(du)為1480℃，然后(hou)將(jiang)功率降至100kw至精煉(lian)溫度(du)保溫25分鐘后(hou)第二次(ci)取樣，精煉(lian)過(guo)程中施加電磁(ci)攪(jiao)拌促(cu)進(jin)熔體的脫氣過(guo)程并且使真(zhen)空度(du)小于0.1Pa。
步驟5，第三次裝爐
第二(er)次精煉完成并(bing)取樣后(hou)，爐子斷電使熔體表面結膜，然后(hou)通(tong)過料倉(cang)加入Al和(he)Ti。
步(bu)驟(zou)6，第三次(ci)熔煉和(he)精煉
6.1待(dai)Al和Ti加完后，將(jiang)功率升高至200kw，經(jing)過一(yi)段(duan)時間的熔煉后熔清且(qie)熔體表面未發現沸(fei)騰。
6.2進(jin)入第(di)三次精煉(lian)期，調節精煉(lian)溫(wen)度為1470℃，然(ran)后將(jiang)功率降至(zhi)100kw至(zhi)精煉(lian)溫(wen)度保(bao)溫(wen)25分鐘后第(di)三次取樣，精煉(lian)過(guo)程中施加電磁攪拌促進(jin)熔體的(de)脫氣過(guo)程并(bing)且使(shi)真(zhen)空(kong)度小于0.1Pa。
步驟7，澆注
三次精(jing)煉結束(shu)后(hou)，將功率調(diao)到100kw保溫(wen)，充氬氣到20000Pa，然(ran)后(hou)加入(ru)NiB、Zr、NiMg和Ce，經(jing)過15分鐘的電磁攪拌，微量合金全部(bu)熔化后(hou)將溫(wen)度調(diao)到1470℃澆(jiao)注。
實施例3
GH4169合金的(de)真空感應熔煉。
步驟1，第一次裝爐
1.1將重量(liang)較(jiao)多的(de)原(yuan)材(cai)料按照(zhao)含氧(yang)(yang)(yang)元素(su)(su)高低以及主體元素(su)(su)與氧(yang)(yang)(yang)的(de)親(qin)和(he)(he)力強弱分類(lei)：NiNb合(he)金(jin)(jin)(jin)(含氧(yang)(yang)(yang)840ppm)、真空脫(tuo)(tuo)氣鉻(ge)(含氧(yang)(yang)(yang)330ppm)、NiMo合(he)金(jin)(jin)(jin)(含氧(yang)(yang)(yang)210ppm)、純Fe(含氧(yang)(yang)(yang)200ppm)、其(qi)他(ta)原(yuan)材(cai)料含氧(yang)(yang)(yang)元素(su)(su)較(jiao)低。由于NiNb合(he)金(jin)(jin)(jin)氧(yang)(yang)(yang)元素(su)(su)最(zui)多，真空脫(tuo)(tuo)氣鉻(ge)中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)(yang)元素(su)(su)含量(liang)次之，鉻(ge)元素(su)(su)與氧(yang)(yang)(yang)的(de)親(qin)和(he)(he)力較(jiao)強，并(bing)且能夠增加(jia)碳元素(su)(su)在熔(rong)體中(zhong)(zhong)的(de)活度。而且NiMo合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)純鐵(tie)含氧(yang)(yang)(yang)較(jiao)少，初(chu)始階段加(jia)C比較(jiao)容易將NiMo合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)純鐵(tie)中(zhong)(zhong)的(de)氧(yang)(yang)(yang)元素(su)(su)除去，因此先(xian)加(jia)入(ru)NiMo合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)純鐵(tie)進行熔(rong)煉脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)，然(ran)后再加(jia)入(ru)真空脫(tuo)(tuo)氣鉻(ge)和(he)(he)NiNb合(he)金(jin)(jin)(jin)熔(rong)煉脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)。
1.2將電解鎳、NiMo合金(jin)、純(chun)Fe和真空脫(tuo)氣鉻等表面(mian)進(jin)行滾磨處(chu)理，處(chu)理完后(hou)表面(mian)呈金(jin)屬金(jin)屬亮色，然后(hou)與鎳鈮合金(jin)、海綿鈦和純(chun)鋁原(yuan)材料在100℃下(xia)進(jin)行48小時干燥。
1.3在坩堝中從(cong)下到上依次(ci)裝(zhuang)入80％Ni、全部(bu)(bu)純Fe、全部(bu)(bu)C、全部(bu)(bu)Co、全部(bu)(bu)NiMo和20％Ni。
步驟2，第一次熔煉(lian)和精煉(lian)
2.1對真空(kong)(kong)感應熔煉(lian)爐抽空(kong)(kong)，當真空(kong)(kong)度小于0.1Pa時，開始(shi)送電熔煉(lian)。熔煉(lian)的(de)初(chu)始(shi)功率為100kw呈(cheng)階梯狀(zhuang)緩慢升高至400kw，經(jing)過(guo)一段時間的(de)熔煉(lian)后(hou)所加原材料熔清，并且熔體表面沒(mei)有出現沸騰狀(zhuang)。
2.2進(jin)入第一次(ci)精(jing)煉期，調節(jie)精(jing)煉溫(wen)度為1500℃，然后(hou)將(jiang)功率降至100kw在精(jing)煉溫(wen)度保溫(wen)35分鐘(zhong)后(hou)第一次(ci)取樣(yang)，精(jing)煉過程中施加電磁攪拌促進(jin)碳與氧氣的反應并且(qie)使(shi)真空度小于0.1Pa。
步驟3，第二次裝爐
第一次精煉完成并取樣后，爐(lu)子斷(duan)電使熔體表(biao)面結膜，然后通過料倉加入真空脫氣鉻和(he)NiNb合金。
步驟4，第(di)二(er)次熔煉和精煉
4.1待真空(kong)脫氣鉻加(jia)完后，將功率升高(gao)至(zhi)500kw，經過一段時間的熔(rong)煉后熔(rong)清且(qie)熔(rong)體(ti)表面(mian)未發現沸騰。
4.2進入第(di)(di)二(er)次精煉期，調節精煉溫(wen)度(du)為(wei)1490℃，然(ran)后將功率(lv)降至100kw至精煉溫(wen)度(du)保(bao)溫(wen)20分鐘(zhong)后第(di)(di)二(er)次取樣，精煉過(guo)程(cheng)中施加電(dian)磁攪拌(ban)促進熔體的脫氣過(guo)程(cheng)并且使真(zhen)空度(du)小(xiao)于(yu)0.1Pa。
步驟5，第三次裝爐
第二次精煉完成并(bing)取(qu)樣后，爐子斷電使熔體表面結膜，然后通過料倉(cang)加入Al和(he)Ti。
步(bu)驟6，第三(san)次(ci)熔煉(lian)和精煉(lian)
6.1待Al和Ti加完后，將功(gong)率升高(gao)至150kw，經過(guo)一(yi)段時間的熔煉后熔清且熔體表面未發現(xian)沸騰。
6.2進入第(di)三次精(jing)煉(lian)期，調節(jie)精(jing)煉(lian)溫(wen)度(du)(du)為1460℃，然(ran)后(hou)將功率降(jiang)至100kw至精(jing)煉(lian)溫(wen)度(du)(du)保溫(wen)20分鐘后(hou)第(di)三次取樣，精(jing)煉(lian)過程(cheng)中施加電磁攪(jiao)拌促進熔體的脫氣過程(cheng)并且使真空度(du)(du)小于0.1Pa。
步驟7，澆注
三次精煉結束后(hou)，將功率(lv)調(diao)到100kw保溫，充氬氣到20000Pa，然后(hou)加入NiB、Mn、NiMg和(he)NiP，經(jing)過15分鐘的電磁攪拌，微量合金全部熔化后(hou)將溫度調(diao)到1460℃澆(jiao)注。
采用本發(fa)明方法(fa)對不(bu)同牌號的(de)鎳基高溫合金GH4698、GH4720和GH4169進行真空感應熔煉(lian)，逐級降(jiang)低了熔體中(zhong)的(de)氧(yang)含量，具體結果見下表(biao)。