CN109252084A - 一种高纯净gh825合金细晶板材的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，按照以下过程实施：配制GH825合金原料，进行真空感应熔炼制备电极锭，电渣重熔制备电渣锭，将电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净，均匀化热处理制得扁形铸锭，进行轧制开坯制得板坯，将得到的板坯放入热处理炉中进行热处理，热轧，得到板材，将板材表面进行修磨，去除冶金质量及形状差的板材的头部与尾部，进行冷轧，按照尺寸要求切割加工，得到GH825合金细晶板材。本发明方法能够抑制Ti元素的烧损，提高合金成材率及合金强度。

Description

一种高纯净GH825合金细晶板材的制备工艺
技术领域
本发明属于合金板材制备技术领域，具体涉及一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法。
背景技术
GH825合金(国内又称为NS142，对应美国合金Incoloy 825)是一种在石化行业中大量应用的铁-镍-铬基奥氏体耐腐蚀合金，在氧化及还原的环境中具有良好的耐酸、碱腐蚀的性能，同时具有优良的抗应力腐蚀开裂、耐点腐蚀及应力腐蚀能力，并且在温度低于550℃下具有较高的力学性能。应用结果表明，GH625合金在石油精炼中的空气热交换器；硫酸酸洗工厂的加热管、容器；酸性环境气体管道；海水冷却热交换器等产品中应用广泛。国内外研究结果表明：纯净度对高温合金零部件的可靠性有重要影响，特别是有害元素与夹杂物的含量，严重影响合金的力学性能和理化性能。
国家标准(GB/T15008-2009《耐蚀合金棒材》)中规定GH825的主要化学成分为(质量百分数，Wt％，下同)：碳(C)：≤0.05；镍(Ni)：38.0～46.0；铬(Cr)：19.5～23.5；钼(Mo)：2.5～3.5；铝(Al)≤0.20；钛(Ti)：0.60～1.20；铜(Cu)：1.50～3.00；硅(Si)≤0.50；锰(Mn)≤1.0；硫(S)≤0.03；磷(P)≤0.03；铁(Fe)：余量。GH825合金属于固溶强化型镍基耐蚀合金，合金中含有C元素(约0.05％)、硫元素(约0.003％)及磷元素(约0.03％)，但是，合金在熔炼及热加工过程中，在晶界上会析出一些碳化物，而过量的碳化物(包括M23C6、TiC等)析出都会对GH825的合金耐腐蚀性能产生不利影响。通常，在耐腐蚀合金中碳元素向晶界的扩散比金属Cr元素快，因此，晶界处由于M23C6型碳化物聚集导致耐腐蚀元素Cr贫化，降低合金耐腐蚀抗力。研究表明，降低或防止GH825合金中出现晶间腐蚀倾向，需要降低或优化合金中的C含量，并且提高Ti/C元素比例。此外，GH825合金具有较高的热裂纹(包括焊接裂纹、结晶裂纹等)敏感性，在焊接过程中，结晶裂纹最容易形成在焊缝处。为了提高GH825合金的焊接性能，必须提高合金纯净度，即降低合金中S、P元素的含量。通常，S、P均是镍基合金中的有害元素，在熔炼及焊接过程中，S、P等杂质元素在焊缝金属中容易偏析，其中，S和Ni元素形成的Ni-NiS低熔点共晶在晶间形成薄膜，容易导致晶间裂纹。加上GH625合金本身导热性差，焊接时热量扩散慢，焊接时容易出现过热，造成晶粒粗大，减弱晶界结合力，促进热裂纹萌生及扩展。因此，优化合金成分、提高合金纯净度显得尤其重要。
目前，我国GH825合金的主要制备工艺路线为EL炉熔炼+LF(Ladle Furnace，LF)炉熔炼+VOD(Vacuum Oxygen decarburization，VOD)炉熔炼，LF炉和VOD炉都是钢包精炼炉，其中，VOD炉还具有真空脱气、吹氧、吹氩搅拌、真空加料等功能，但是，该工艺路线对降低合金的有害元素S的效果并不显著，而S元素对高温合金性能的影响国内外做了大量研究工作，发现S对高温合金是“百害无一利”，比如，S促进凝固偏析和M2SC(Y相)析出，降低合金的蠕变、持久性能，并成为裂纹源；S能转化成非金属夹杂物，成为合金疲劳裂纹的萌生及扩展通道等。通常认为，S在高温合金中以两种状态存在：(1)S含量低于饱和溶解度时，以偏聚在晶界的固溶态存在；(2)S含量超过饱和溶解度时，通常与金属元素生成硫化物，如S在镍基高温合金中常生成化合物Ni3S2偏析在晶界，并与Ni元素生成Ni-Ni3S2的低熔点(645℃)共晶相，严重降低了合金性能。目前大多采用电渣脱S的方式进行处理，并获得了认可和显著的成效，因此，渣系设计尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，解决了现有技术中GH825合金板材纯净度低、成材率低的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：38～46％，Cr：19.5～23.5％，Mo：2.5～3.5％，Ti：0.6～1.2％，Cu：1.5～3.0％，P：0.01％，C：0.015～0.018％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，采用真空感应熔炼炉进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及合金锭模室进行抽真空处理，待抽真空结束后，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在结晶器底部放入启弧板和600g～1000g熔渣，再通入Ar气，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余15～20mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭放入热处理炉中以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至880℃～920℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1120℃～1160℃，保温5h～10h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1060℃～1100℃，保温5h～10h，出炉，放入轧机进行3～5道次的热轧，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
本发明的特点还在于，
步骤1中，Ni的纯度不低于99.96％wt，C采用光谱电极碳。
步骤2中，真空感应熔炼炉的合金锭模采用矩形内腔。
步骤2中，真空处理要求的真空度小于1Pa，精炼的时间为3min～8min。
步骤3中，电渣重熔采用的渣系为CaF2-Al2O3-CaO-TiO2，其质量百分比为：Al2O315～20％，CaO10～15％，TiO23～6％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％。
熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为3mm～8mm的颗粒，装入防潮的容器中备用。
步骤3中，结晶器为矩形水冷结晶器，所述结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+60mm～80mm，所述结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+60mm～80mm。
步骤3中，电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统。
步骤6中，开坯温度为1000℃～1040℃
步骤7中，每道次的变形量为20～30％，终轧温度不低于950℃。
本发明的有益效果是：
(1)本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，采用本法明的渣系配比，通过向熔渣中添加TiO2，基于化学反应平衡机理，能够抑制GH825合金中Ti元素的烧损；
(2)本发明本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，真空感应炉和电渣重熔结晶器的内腔采用矩形内腔，由于GH825合金的合金化程度较高，在凝固过程中因凝固体积收缩和选分结晶等问题，易造成元素偏析，而高的填充比有利于降低元素偏析，改善铸锭的冶金质量，且矩形内腔有利于提高GH825合金成材率，降低生产成本；
(3)本发明本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，GH825合金的组分中，C元素的质量百分比控制在0.015～0.018％，既能够避免GH825合金中的碳化合物过多，影响焊接性能，又能够生成适量的碳化合物，提高GH825合金强度。
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。
本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：38～46％，Cr：19.5～23.5％，Mo：2.5～3.5％，Ti：0.6～1.2％，Cu：1.5～3.0％，P：0.01％，C：0.015～0.018％，余量为Fe，以上组分的质量百分比之和为100％；其中，Ni的纯度不低于99.96％wt(金川1#Ni)，C采用光谱电极碳，C含量控制位于合金成分的下限，主要目的是控制合金中的碳化物的析出量；
步骤2，采用真空感应熔炼炉(容量不低于3吨)进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及内腔为矩形的合金锭模室进行抽真空处理，待真空度小于1Pa，抽真空结束，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼3min～8min，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
电渣重熔采用的渣系为CaF2-Al2O3-CaO-TiO2，其质量百分比为：Al2O3：15～20％，CaO：10～15％，TiO2：3～6％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％；熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为3mm～8mm的颗粒，装入防潮的容器中备用；该渣系的熔点为1200℃，各组元蒸气压低，电阻适中，脱S效果优异，有利于GH825合金精炼。
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在矩形水冷结晶器底部放入启弧板和600g～1000g熔渣，再通入Ar气，能够避免熔炼过程中合金熔体中微量元素的氧化及挥发，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余15～20mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
其中，结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+60mm～80mm，结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+60mm～80mm，矩形结晶器有利于提高合金的成材率，多用于高温合金板材电渣重熔制备；电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统，用于减少合金的元素偏析，提高合金的组织均匀性
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至880℃～920℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1120℃～1160℃，保温5h～10h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，开坯温度为1000℃～1040℃，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1060℃～1100℃，保温5h～10h，出炉，放入轧机进行3～5道次的热轧，每道次的变形量为20～30％，终轧温度不低于950℃，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
实施例1
本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：42％，Cr：21％，Mo：3％，Ti：0.98％，Cu：2％，P：0.01％，C：0.016％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；其中，Ni的纯度不低于99.96％wt(金川1#Ni)，C采用光谱电极碳，Cr：JCr99-A，Ti：MHT-100、Mo：Mo-1；
步骤2，采用装配有电磁搅拌装置的真空感应熔炼炉(容量不低于3吨)进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及内腔为矩形的合金锭模室进行抽真空处理，待真空度小于1Pa，抽真空结束，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼3min，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
电渣重熔采用的渣系为CaF2-Al2O3-CaO-TiO2，其质量百分比为：Al2O3：20％，CaO：15％，TiO2：5％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％；熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为3mm的颗粒，装入防潮的容器中备用；
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在矩形水冷结晶器底部放入启弧板和800g熔渣，再通入Ar气，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余15mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
其中，结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+80mm，结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+80mm；电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统；
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至900℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1150℃，保温6h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，开坯温度为1020℃，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1080℃，保温8h，出炉，放入轧机进行3道次的热轧，每道次的变形量为20％，终轧温度950℃，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
实施例2
本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：38％，Cr：19.5％，Mo：3.5％，Ti：1.2％，Cu：1.5％，P：0.01％，C：0.015％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；其中，Ni的纯度不低于99.96％wt(金川1#Ni)，C采用光谱电极碳，Cr：JCr99-A，Ti：MHT-100、Mo：Mo-1；
步骤2，采用装配有电磁搅拌装置的真空感应熔炼炉(容量不低于3吨)进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及内腔为矩形的合金锭模室进行抽真空处理，待真空度小于1Pa，抽真空结束，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼5min，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
电渣重熔采用的渣系为CaF2-Al2O3-CaO-TiO2，其质量百分比为：Al2O3：18％，CaO：12％，TiO2：3％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％；熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为6mm的颗粒，装入防潮的容器中备用；
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在矩形水冷结晶器底部放入启弧板和600g熔渣，再通入Ar气，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余18mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
其中，结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+60mm，结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+60mm；电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统；
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至880℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1120℃，保温10h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，开坯温度为1000℃，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1060℃，保温10h，出炉，放入轧机进行4道次的热轧，每道次的变形量为30％，终轧温度1050℃，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
实施例3
本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：46％，Cr：23.5％，Mo：2.5％，Ti：0.6％，Cu：3％，P：0.01％，C：0.018％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；其中，Ni的纯度不低于99.96％wt(金川1#Ni)，C采用光谱电极碳，Cr：JCr99-A，Ti：MHT-100、Mo：Mo-1；
步骤2，采用装配有电磁搅拌装置的真空感应熔炼炉(容量不低于3吨)进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及内腔为矩形的合金锭模室进行抽真空处理，待真空度小于1Pa，抽真空结束，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼8min，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
电渣重熔采用的渣系为CaF2-Al2O3-CaO-TiO2，其质量百分比为：Al2O315％，CaO10％，TiO26％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％；熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为8mm的颗粒，装入防潮的容器中备用；
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在矩形水冷结晶器底部放入启弧板和1000g熔渣，再通入Ar气，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余20mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
其中，结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+70mm，结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+70mm；电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统；
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至920℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1160℃，保温5h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，开坯温度问1040℃，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1100℃，保温5h，出炉，放入轧机进行5道次的热轧，每道次的变形量为25％，终轧温度1100℃，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
实施例4
本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：40％，Cr：20％，Mo：3.5％，Ti：1％，Cu：2.5％，P：0.01％，C：0.018％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；其中，Ni的纯度不低于99.96％wt(金川1#Ni)，C采用光谱电极碳，Cr：JCr99-A，Ti：MHT-100、Mo：Mo-1；
步骤2，采用装配有电磁搅拌装置的真空感应熔炼炉(容量不低于3吨)进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及内腔为矩形的合金锭模室进行抽真空处理，待真空度小于1Pa，抽真空结束，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼4min，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
电渣重熔采用的渣系为CaF2-Al2O3-CaO-TiO2，其质量百分比为：Al2O3：17％，CaO：14％，TiO2：4％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％；熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为5mm的颗粒，装入防潮的容器中备用；
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在矩形水冷结晶器底部放入启弧板和700g熔渣，再通入Ar气，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余16mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
其中，结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+65mm，结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+65mm；电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统；
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至890℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1140℃，保温8h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，开坯温度1010℃，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1070℃，保温9h，出炉，放入轧机进行3道次的热轧，每道次的变形量为22％，终轧温度1150℃，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
实施例5
本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：44％，Cr：22％，Mo：3％，Ti：1.2％，Cu：2％，P：0.01％，C：0.016％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；其中，Ni的纯度不低于99.96％wt(金川1#Ni)，C采用光谱电极碳，Cr：JCr99-A，Ti：MHT-100、Mo：Mo-1；
步骤2，采用装配有电磁搅拌装置的真空感应熔炼炉(容量不低于3吨)进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及内腔为矩形的合金锭模室进行抽真空处理，待真空度小于1Pa，抽真空结束，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼6min，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
电渣重熔采用的渣系为CaF2-Al2O3-CaO-TiO2，其质量百分比为：Al2O3：19％，CaO：13％，TiO2：5％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％；熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为3mm的颗粒，装入防潮的容器中备用；
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在矩形水冷结晶器底部放入启弧板和900g熔渣，再通入Ar气，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余15mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
其中，结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+80mm，结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+80mm；电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统；
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至900℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1160℃，保温5h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，开坯温度1030℃，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1000℃，保温7h，出炉，放入轧机进行4道次的热轧，每道次的变形量为28％，终轧温度1200℃，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
GH825合金中Ti是一个重要的合金元素，Ti元素易氧化，含钛耐蚀合金重熔过程中易发生Ti元素的烧损，合金中Ti含量越高、Al含量越低，Ti元素烧损越大；为抑制合金中Ti的烧损，目前采用的主要措施是采用氩气保护，屏蔽空气对熔渣的氧化，但是当GH825合金中Al含量较低时，特别是Al元素含量显著低于Ti含量时，熔渣中含量较多Al2O3的存在也会导致Ti的烧损，因此，本发明一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，采用向渣中添加适量的TiO2，通过化学反应平衡机理，以抑制Ti元素的烧损。
本发明采用的真空感应炉中合金锭模的内腔和电渣重熔结晶器的内腔均采用矩形内腔，由于GH825合金的合金化程度较高，在凝固过程中因凝固体积收缩和选分结晶等问题，易造成元素偏析，而高的填充比有利于降低元素偏析，改善铸锭的冶金质量，且矩形内腔有利于提高GH825合金成材率，降低生产成本；
本发明GH825合金的组分中，C元素的质量百分比控制在0.015～0.018％，既能够避免GH825合金中的碳化合物过多，影响焊接性能，又能够生成适量的碳化合物，提高GH825合金强度。

Claims (10)

1.一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，配料
按质量百分比分别称取GH825合金的组分：Ni：38～46％，Cr：19.5～23.5％，Mo：2.5～3.5％，Ti：0.6～1.2％，Cu：1.5～3.0％，P：0.01％，C：0.015～0.018％，余量为Fe，以上组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，采用真空感应熔炼炉进行真空感应熔炼
将步骤1称取的Ni、Cr、Mo通过料筒装入坩埚内，对熔炼室及合金锭模室进行抽真空处理，待抽真空结束后，进行电熔炼，待Ni、Cr、Mo完全熔清后，通过加料器加入C、Ti、Cu、P、Fe，化清后进行精炼，形成GH825合金熔体，将GH825合金熔体浇筑到真空感应熔炼炉的合金锭模中，冷却到室温进行脱模，得到GH825合金电极锭；
步骤3，采用电渣重熔炉进行电渣重熔
将步骤2得到的GH825合金电极锭与电渣重熔炉的假电极采用氩弧焊进行焊接，装入电渣重熔炉，在结晶器底部放入启弧板和600g～1000g熔渣，再通入Ar气，送电起弧开始熔炼，在结晶器内形成GH825合金熔池后，通过加料器持续添加熔渣，直至GH825合金电极锭剩余15～20mm，停止熔化，冷却至室温，得到GH825合金电渣锭；
步骤4，清理渣皮
将步骤3得到的GH825合金电渣锭表面的非金属材料渣皮去除干净；
步骤5，均匀化热处理
将经步骤4处理的GH825合金电渣锭以120℃/h的速率将温度从室温升至500℃，保温2h，然后以3℃/min的速率将温度升至880℃～920℃，保温2h，再以5℃/min的速率将温度升至1120℃～1160℃，保温5h～10h，停电，出炉，得到GH825合金扁形铸锭；
步骤6，采用两辊热轧机对步骤5得到的GH825合金扁形铸锭进行轧制开坯，制得GH825合金板坯；
步骤7，将步骤6得到的GH825合金板坯放入精密热处理炉中，将温度从室温升至1060℃～1100℃，保温5h～10h，出炉，放入轧机进行3～5道次的热轧，得到GH825合金板材；
步骤8，将步骤7得到的GH825合金板材表面进行修磨，再进行超声无损探伤检查内部冶金质量，机加工去除冶金质量及形状差的GH825合金板材的头部与尾部；
步骤9，采用精密冷轧机将经步骤8处理的GH825合金板材进行冷轧，冷轧结束后，按照尺寸要求将GH825合金板材切割加工，得到GH825合金细晶板材。
2.根据权利要求1所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，Ni的纯度不低于99.96％wt，C采用光谱电极碳。
3.根据权利要求1所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，真空感应熔炼炉的合金锭模采用矩形内腔。
4.根据权利要求3所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，真空处理要求的真空度小于1Pa，精炼的时间为3min～8min。
5.根据权利要求1所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，电渣重熔采用的熔渣渣系按质量百分比由以下组分组成：：Al2O315～20％，CaO10～15％，TiO23～6％，余量为CaF2，以上组分质量百分比之和为100％。
6.根据权利要求5所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述熔渣需预先进行熔化，冷却至室温，破碎成直径为3mm～8mm的颗粒，装入防潮的容器中备用。
7.根据权利要求1所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，结晶器为矩形水冷结晶器，所述结晶器的内腔横截面的长度为GH825合金电极锭横截面的长度+60mm～80mm，所述结晶器的内腔横截面的宽度为GH825合金电极锭横截面的宽度+60mm～80mm。
8.根据权利要求1所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，电渣重熔炉的熔炼控制系统采用渣阻摆动控制系统。
9.根据权利要求1所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，开坯温度为1000℃～1040℃。
10.根据权利要求1所述的一种高纯净GH825合金细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤7中，每道次的变形量为20～30％，终轧温度不低于950℃。
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