CN109112326A - 一种镍碳中间合金及其制备方法 - Google Patents

一种镍碳中间合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109112326A
CN109112326A CN201811195668.0A CN201811195668A CN109112326A CN 109112326 A CN109112326 A CN 109112326A CN 201811195668 A CN201811195668 A CN 201811195668A CN 109112326 A CN109112326 A CN 109112326A
Authority
CN
China
Prior art keywords
intermediate alloy
carbon intermediate
nickel
nickel carbon
alloy
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.)
Pending
Application number
CN201811195668.0A
Other languages
English (en)
Inventor
乔敏
赵超
王建东
孙雪梅
王文红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEBEI SITONG NEW METAL MATERIAL CO Ltd
Original Assignee
HEBEI SITONG NEW METAL MATERIAL CO Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HEBEI SITONG NEW METAL MATERIAL CO Ltd filed Critical HEBEI SITONG NEW METAL MATERIAL CO Ltd
Priority to CN201811195668.0A priority Critical patent/CN109112326A/zh
Publication of CN109112326A publication Critical patent/CN109112326A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • C22C1/023—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

Abstract

本发明提供一种镍碳中间合金及其制备方法。本发明提供的镍碳中间合金，按质量含量计，包括1.0～2.5wt％的C和余量的Ni。本发明提供的镍碳中间合金通过设计合金成分，使镍碳中间合金的熔点和密度均接近于基体镍，且成分偏析较小，代替纯碳用于镍基高温合金熔炼时，能够降低与基体镍的熔点差和密度差，有效地防止成分偏析的发生；同时，由于不与熔炼坩埚发生反应，提高了C在高温合金中的除氧效果及成分的精确控制。实验结果表明，本发明提供的镍碳中间合金熔点为1326～1500℃，密度为8.30～8.66g/cm3，成分偏析较小。本发明提供的制备方法简单，易于控制，适用于大规模工业生产。

Description

一种镍碳中间合金及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，涉及中间合金，尤其是一种镍碳中间合金及其制备方法。
背景技术
镍基高温合金由于具有高的室温和高温强度、良好的抗高温氧化和抗热腐蚀性、优异的抗高温蠕变和疲劳抗力、良好的组织稳定性，广泛用于制作航空喷气发动机和工业燃气轮机的热端部件。
C作为晶界强化元素，几乎被加入到所有的镍基高温合金中。高温合金真空感应熔炼精炼期用C作脱氧剂，利用碳氧反应把O含量降低。此外，熔入液态合金中的C还可以提高高温合金的流动性，改善铸造性能。因此，铸造高温合金中的C含量通常比变形合金中的要高。
随着C含量的增加，高温合金的持久性能明显增加，并在C含量为0.03％～0.05％之间时，持久时间达到最大值；如进一步提高C含量，持久时间急剧下降。因此，为了得到较高的持久强度和塑性以及良好的拉伸性能，C含量应控制在0.03％～0.05％为佳。
高温合金真空感应熔炼时直接使用纯碳，一方面纯碳(熔点：3652℃，密度：2.25g/cm3)与基体镍(熔点：1455℃，密度：8.92g/cm3)的熔点差和密度差分别为2197℃和6.67g/cm3，大的熔点差和密度差会造成高温合金严重的成分偏析问题；另一方面，由于高温时纯碳的活性很大，如果与熔炼坩埚接触就会发生反应，影响C在高温合金中的除氧效果及成分的精确控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍碳中间合金及其制备方法。本发明提供的镍碳中间合金(熔点：1326～1500℃，密度：8.30～8.66g/cm3)与基体镍(熔点：1455℃，密度：8.92g/cm3)的熔点和密度均接近，用于高温合金真空感应熔炼时，能够很好的解决成分偏析问题；另一方面，C以镍碳中间合金的形式加入到高温合金，由于镍碳中间合金不与熔炼坩埚发生反应，提高了C在高温合金中的除氧效果及成分的精确控制。
本发明提供了一种镍碳中间合金，按质量含量计，包括1.0～2.5wt％的C和余量的Ni。
优选地，所述镍碳中间合金包括1.5～2.0wt％的C和余量的Ni。
优选地，所述镍碳中间合金熔点为1390～1450℃。
优选地，所述镍碳中间合金密度为8.40～8.50g/cm3。
本发明还提供了上述镍碳中间合金的一种制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将Ni和C进行干燥；
(2)将所述步骤(1)按照100份Ni、1.0～2.6份C称取各原材料；
(3)将所述步骤(2)称好的各原材料装炉加热熔化，得到混合熔体；
(4)将所述步骤(3)的混合熔体精炼，得到合金液；
(5)将所述步骤(4)的合金液冷却，得到镍碳中间合金。
优选地，所述镍碳中间合金的制备方法，按照100份Ni、1.5～2.0份C称取各原材料。
在本发明中，所述Ni的纯度为99.95％以上；所述C的纯度为99.9％以上。
本发明优选在所述真空感应熔炼前对Ni和C进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为110～130℃，更优选为115～125℃；所述干燥的时间优选为6h以上，更优选为8～12h，最优选为9～11h。在本发明中，所述干燥可以去除原料中的水分，防止真空感应熔炼过程中发生严重的喷溅和出现析氢现象。
在本发明中，所述真空感应熔炼的真空度优选为1～15Pa，更优选为5～10Pa。在本发明中，所述真空感应熔炼的功率优选为60～80kW，更优选为65～75kW。
在本发明中，所述真空感应熔炼的精炼温度优选为1530～1600℃，更优选为1560～1570℃。在本发明中，所述真空感应熔炼的精炼时间为5～10min，更优选为7～8min。
本发明的优点和有益效果：
本发明提供的镍碳中间合金通过设计合金成分，使镍碳中间合金的熔点和密度均接近于基体镍，且成分偏析较小，代替纯碳用于高温合金真空感应熔炼时，能够降低与基体镍的熔点差和密度差，有效地防止成分偏析问题。实验结果表明，本发明提供的镍碳中间合金熔点为1326～1500℃，密度为8.30～8.66g/cm3，成分偏析较小。另一方面，C以镍碳中间合金的形式加入到高温合金，可以有效避免C与熔炼坩埚发生反应，提高了C在高温合金中的除氧效果及成分的精确控制。实验结果表明，镍碳中间合金在高温合金中有良好的除氧效果，并且可以满足高温合金中对C含量的精确控制。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的镍碳中间合金及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1:
1、将纯度为99.95％以上的Ni和纯度为99.9％以上的C进行干燥，干燥的温度为110℃，干燥的时间为6h。
2、再然后按照100份Ni、1.0份C称取各原材料。
3、将称好的各原材料装炉。
4、熔炼前准备
(1)打开真空感应熔炼炉总电闸；
(2)开启循环水泵，并调整各路水量确保水压大小合适；
(3)检查真空感应熔炼炉观察孔玻璃是否透明、捣料杆是否完全密封、测温器是否正常工作。
5、熔炼
(1)开启真空泵抽真空至15Pa；
(2)送电开始熔炼，起始功率为60kW；
(3)合金熔化后，功率调至80kW；
(4)合金熔清以后，在1595℃下精炼5min，随后进行浇注。
6、冷却90分钟后出炉，得到镍碳中间合金。
对本实施例制备的镍碳中间合金进行化学成分分析，得到结果如表1所示。对本实施例制备的镍碳中间合金应用于牌号为GH4169的镍基高温合金O和C含量进行化学成分分析，得到结果如表2所示。本实施例制备的镍碳中间合金的熔点为1327℃，密度为8.66g/cm3。
实施例2:
1、将纯度为99.95％以上的Ni和纯度为99.9％以上的C进行干燥，干燥的温度为130℃，干燥的时间为12h。
2、再然后按照100份Ni、2.6份C称取各原材料。
3、将称好的各原材料装炉。
4、熔炼前准备
(1)打开真空感应熔炼炉总电闸；
(2)开启循环水泵，并调整各路水量确保水压大小合适；
(3)检查真空感应熔炼炉观察孔玻璃是否透明、捣料杆是否完全密封、测温器是否正常工作。
5、熔炼
(1)开启真空泵抽真空至1Pa；
(2)送电开始熔炼，起始功率为60kW；
(3)合金熔化后，功率调至75kW；
(4)合金熔清以后，在1590℃下精炼10min，随后进行浇注。
6、冷却90分钟后出炉，得到镍碳中间合金。
对本实施例制备的镍碳中间合金进行化学成分分析，得到结果如表1所示。对本实施例制备的镍碳中间合金应用于牌号为GH4169的镍基高温合金O和C含量进行化学成分分析，得到结果如表2所示。本实施例制备的镍碳中间合金的熔点为1498℃，密度为8.31g/cm3。
实施例3:
1、将纯度为99.95％以上的Ni和纯度为99.9％以上的C进行干燥，干燥的温度为120℃，干燥的时间为10h。
2、再然后按照100份Ni、1.7份C称取各原材料。
3、将称好的各原材料装炉。
4、熔炼前准备
(1)打开真空感应熔炼炉总电闸；
(2)开启循环水泵，并调整各路水量确保水压大小合适；
(3)检查真空感应熔炼炉观察孔玻璃是否透明、捣料杆是否完全密封、测温器是否正常工作。
5、熔炼
(1)开启真空泵抽真空至7Pa；
(2)送电开始熔炼，起始功率为60kW；
(3)合金熔化后，功率调至70kW；
(4)合金熔清以后，在1565℃下精炼7min，随后进行浇注。
6、冷却90分钟后出炉，得到镍碳中间合金。
对本实施例制备的镍碳中间合金进行化学成分分析，得到结果如表1所示。对本实施例制备的镍碳中间合金应用于牌号为GH4169的镍基高温合金O和C含量进行化学成分分析，得到结果如表2所示。本实施例制备的镍碳中间合金的熔点为1420℃，密度为8.45g/cm3。
实施例4:
1、将纯度为99.95％以上的Ni和纯度为99.9％以上的C进行干燥，干燥的温度为115℃，干燥的时间为11h。
2、再然后按照100份Ni、1.5份C称取各原材料。
3、将称好的各原材料装炉。
4、熔炼前准备
(1)打开真空感应熔炼炉总电闸；
(2)开启循环水泵，并调整各路水量确保水压大小合适；
(3)检查真空感应熔炼炉观察孔玻璃是否透明、捣料杆是否完全密封、测温器是否正常工作。
5、熔炼
(1)开启真空泵抽真空至10Pa；
(2)送电开始熔炼，起始功率为60kW；
(3)合金熔化后，功率调至65kW；
(4)合金熔清以后，在1560℃下精炼8min，随后进行浇注。
6、冷却90分钟后出炉，得到镍碳中间合金。
对本实施例制备的镍碳中间合金进行化学成分分析，得到结果如表1所示。对本实施例制备的镍碳中间合金应用于牌号为GH4169的镍基高温合金O和C含量进行化学成分分析，得到结果如表2所示。本实施例制备的镍碳中间合金的熔点为1448℃，密度为8.49g/cm3。
实施例5:
1、将纯度为99.95％以上的Ni和纯度为99.9％以上的C进行干燥，干燥的温度为120℃，干燥的时间为9h。
2、再然后按照100份Ni、2.0份C称取各原材料。
3、将称好的各原材料装炉。
4、熔炼前准备
(1)打开真空感应熔炼炉总电闸；
(2)开启循环水泵，并调整各路水量确保水压大小合适；
(3)检查真空感应熔炼炉观察孔玻璃是否透明、捣料杆是否完全密封、测温器是否正常工作。
5、熔炼
(1)开启真空泵抽真空至5Pa；
(2)送电开始熔炼，起始功率为60kW；
(3)合金熔化后，功率调至63kW；
(4)合金熔清以后，在1535℃下精炼7min，随后进行浇注。
6、冷却90分钟后出炉，得到镍碳中间合金。
对本实施例制备的镍碳中间合金进行化学成分分析，得到结果如表1所示。对本实施例制备的镍碳中间合金应用于牌号为GH4169的镍基高温合金O和C含量进行化学成分分析，得到结果如表2所示。本实施例制备的镍碳中间合金的熔点为1392℃，密度为8.40g/cm3。
表1本发明实施例中镍碳中间合金化学成分wt％
由以上实施例可以看出，本发明提供的镍碳中间合金成分稳定，杂质含量较低。
表2本发明实施例中GH4169中O和C含量wt％
元素含量 O C
标准要求 ≤0.005 0.02～0.06
实施例1 0.002 0.03
实施例2 0.001 0.05
实施例3 0.001 0.04
实施例4 0.002 0.04
实施例5 0.001 0.03
由以上实施例可以看出，本发明提供的镍碳中间合金应用于镍基高温合金，O含量可以控制在很低的数值，C含量可以控制在一个很理想的范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种镍碳中间合金，按质量含量计，包括1.0～2.5wt％的C和余量的Ni。
2.根据权利要求1所述的镍碳中间合金，其特征在于：所述镍碳中间合金熔点为1326～1500℃。
3.根据权利要求1所述的镍碳中间合金，其特征在于：所述镍碳中间合金密度为8.30～8.66g/cm3。
4.根据权利要求1所述的镍碳中间合金，其特征在于：包括1.5～2.0wt％的C和余量的Ni。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的镍碳中间合金的制备方法，其特征在于：按照100份Ni、1.0～2.6份C称取各原材料，进行真空感应熔炼，得到镍碳中间合金。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述真空感应熔炼包括以下步骤：
(1)将Ni和C进行干燥；
(2)将所述步骤(1)按照100份Ni、1.0～2.6份C称取各原材料；
(3)将所述步骤(2)称好的各原材料装炉加热熔化，得到混合熔体；
(4)将所述步骤(3)的混合熔体精炼，得到合金液；
(5)将所述步骤(4)的合金液冷却，得到镍碳中间合金。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中干燥的温度为110～130℃；干燥的时间为6h以上。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中精炼温度为1530～1600℃，精炼时间为5～10min。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述Ni的纯度为99.95％以上；所述C的纯度为99.9％以上。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述真空感应熔炼的真空度为1～15Pa，功率为60～80kW。
CN201811195668.0A 2018-10-15 2018-10-15 一种镍碳中间合金及其制备方法 Pending CN109112326A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811195668.0A CN109112326A (zh) 2018-10-15 2018-10-15 一种镍碳中间合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811195668.0A CN109112326A (zh) 2018-10-15 2018-10-15 一种镍碳中间合金及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109112326A true CN109112326A (zh) 2019-01-01

Family

ID=64854288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811195668.0A Pending CN109112326A (zh) 2018-10-15 2018-10-15 一种镍碳中间合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109112326A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110408816A (zh) * 2019-08-22 2019-11-05 承德天大钒业有限责任公司 一种镍硼碳中间合金及其制备方法
CN115786777A (zh) * 2022-11-25 2023-03-14 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 一种钴碳中间合金及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070189916A1 (en) * 2002-07-23 2007-08-16 Heraeus Incorporated Sputtering targets and methods for fabricating sputtering targets having multiple materials
CN106756243A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 承德天大钒业有限责任公司 一种镍钨中间合金及其制备方法
CN108149074A (zh) * 2018-01-26 2018-06-12 承德天大钒业有限责任公司 一种镍铈中间合金及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070189916A1 (en) * 2002-07-23 2007-08-16 Heraeus Incorporated Sputtering targets and methods for fabricating sputtering targets having multiple materials
CN106756243A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 承德天大钒业有限责任公司 一种镍钨中间合金及其制备方法
CN108149074A (zh) * 2018-01-26 2018-06-12 承德天大钒业有限责任公司 一种镍铈中间合金及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAIMIN DING: ""The grain refinement efficiency of Ni–C on Mg–Al alloys"", 《MATERIALS LETTERS》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110408816A (zh) * 2019-08-22 2019-11-05 承德天大钒业有限责任公司 一种镍硼碳中间合金及其制备方法
CN115786777A (zh) * 2022-11-25 2023-03-14 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 一种钴碳中间合金及其制备方法
CN115786777B (zh) * 2022-11-25 2024-01-23 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 一种钴碳中间合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101328522B (zh) 一种聚变堆用低活化马氏体钢的冶炼生产方法
CN105734314B (zh) 镍基高温合金的真空冶炼工艺
CN103526037B (zh) 一种利用氧化钇坩埚对高温合金进行纯净化熔炼的方法
CN101705362A (zh) 用于制备高纯度不锈钢的电渣重熔四元渣系
CN109112326A (zh) 一种镍碳中间合金及其制备方法
CN101503764A (zh) 一种无毒、适用于生物植入的镁合金材料的制备方法
CN105506318B (zh) 一种超硬铝合金的生产工艺
CN110144500B (zh) 一种含锑高强高韧铝硅合金及制备方法
CN112538577B (zh) 一种用于高温合金纯净化冶炼的稀土元素控制方法
CN107904440A (zh) 一种高温钛合金材料及其制备方法
CN106756243A (zh) 一种镍钨中间合金及其制备方法
CN105714134A (zh) 含有铝钛硼锆的镍基合金的真空冶炼工艺
CN102660701A (zh) 一种共晶铝硅合金活塞材料的制备方法
CN103938002B (zh) 一种铜铬锆合金铸棒降低偏析的真空熔炼工艺
CN107739891B (zh) 一种镍钼中间合金在制备ErNiCrMo-3合金中的应用
CN104928533A (zh) 用于非真空铸造的锌-铜-钛三元中间合金及其制备方法
CN109136706A (zh) 一种钼铌铝硅钛中间合金及其制备方法
CN104513914A (zh) 一种超低间隙相高韧性铸造钛合金及熔铸方法
CN108149072A (zh) 一种锌箔材料及制备工艺
CN108070761A (zh) 具备优异铸造性能和传热性能的单相α镁锂合金
CN107675022A (zh) 一种β钛合金的制备方法
CN109811195A (zh) 一种高纯镍钽中间合金及其制备方法
CN108929975A (zh) 一种铝合金材料及其制备方法
CN105925840B (zh) 一种铅酸蓄电池用稀土合金的配制工艺
CN106834770A (zh) 一种铝‑硅‑钇中间合金及其制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190101

RJ01 Rejection of invention patent application after publication