CN110629116B - 0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法 - Google Patents

0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110629116B
CN110629116B CN201911005090.2A CN201911005090A CN110629116B CN 110629116 B CN110629116 B CN 110629116B CN 201911005090 A CN201911005090 A CN 201911005090A CN 110629116 B CN110629116 B CN 110629116B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vacuum
stainless steel
percent
consumable
consumable electrode
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.)
Active
Application number
CN201911005090.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110629116A (zh
Inventor
张志宏
白青青
冯远超
郑淮北
柏川
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.)
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Advanced Metal Material Industrial Technology Research Institute 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 Chengdu Advanced Metal Material Industrial Technology Research Institute Co ltd filed Critical Chengdu Advanced Metal Material Industrial Technology Research Institute Co ltd
Priority to CN201911005090.2A priority Critical patent/CN110629116B/zh
Publication of CN110629116A publication Critical patent/CN110629116A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110629116B publication Critical patent/CN110629116B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/005—Manufacture of stainless steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及不锈钢领域，尤其是一种改善结晶结构和铸锭质量的0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法，包括如下步骤：a、首先，利用0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢材料并通过真空感应熔炼得到铸锭；b、然后，产生弧光放电从而进行重熔成铸锭；c、待形成熔池后，将熔炼功率逐渐提高；d、当自耗电极剩余重量为20％时，进行最后热封顶阶段；e、铸锭在真空下连续冷却至400℃以下后出炉。本发明让自耗电极在直流电弧的高温作用下迅速熔化，并以液滴的形式在水冷铜坩埚内凝固成铸锭。通过本发明的控制，可以改善有效0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的成分均匀性，改善结晶结构和铸锭质量，减少铸锭头部的缩孔与疏松区，最终提高成品率和性能。本发明尤其适用于0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的成分均匀性改善工艺之中。

Description

0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法
技术领域
本发明涉及不锈钢领域，尤其是一种0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法。
背景技术
0Cr13Ni8Mo2Al钢是一种采用双真空冶炼的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢，该不锈钢具有高强度，优良的断裂韧性，良好的横向力学性能和在海洋环境中的耐应力腐蚀性能，已广泛应用于宇航和石油化工等领域。
真空自耗电弧熔炼(VAR)是利用电弧做热源，在真空条件下熔炼金属的真空熔炼技术。真空电弧熔炼(VAR)工艺控制难点在于如何通过控制冶炼参数如电流和电压，来保持熔速和电弧长度，即熔炼电极与金属熔池(电弧间隙)之间要保持精确的电弧长度，并且建立可控制的熔化率；采用水冷结晶器，可控制金属熔池的凝固速率，防止严重偏析以及减少成分偏析；熔炼后期需要严格控制好热封顶技术，减少铸锭头部的缩孔与疏松区，这样将大大增加产品的可用量。但是，现有的技术中往往存在有0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的成分均匀性差，结晶结构和铸锭质量不理想等等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善结晶结构和铸锭质量，减少铸锭头部的缩孔与疏松区的0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法，包括如下步骤：a、首先，利用0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢材料并通过真空感应熔炼得到铸锭，将所述铸锭制成自耗电极，将自耗电极固定到真空自耗炉坩埚内并完成真空自耗炉真空室壳体的对接密封，随后抽真空至0.1～1.0Pa，并且在整个熔炼过程保持该真空度；b、然后，真空自耗炉通电使得自耗电极与坩埚底部预设的起电弧剂之间产生弧光放电从而进行重熔成铸锭；c、待形成熔池后，将熔炼功率逐渐提高，在随后的熔炼阶段，电压控制在23.0～25.0V，电流控制在3.2～3.5kA，自耗电极熔化率控制在1.0～2.0kg/min，坩埚进水与出水温度为30～35℃；d、当自耗电极剩余重量为20％时，进行最后热封顶阶段，降低电流值且电流值逐渐降低至1.8～2.2kA，保证电弧不断并持续进行熔炼补缩，电压控制在23.0～25.0V，自耗电极熔化率控制在1.0～1.5kg/min，坩埚进水与出水温度为30～35℃，直至最后熔炼结束；e、铸锭在真空下连续冷却至400℃以下后出炉。
进一步的是，步骤a中，自耗电极设置于真空自耗炉的升降主轴下端并输送至真空自耗炉坩埚内。
进一步的是，步骤b中，熔炼开始阶段，电压控制在20.0～21.0V，电流控制在1.5～1.7kA，自耗电极熔化率控制在1.0kg/min以内，坩埚进水与出水温度为30～35℃。
进一步的是，0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的主要成分为：碳≤0.5％、硅≤0.10％、锰≤0.10％、磷≤0.010％、硫≤0.008％、铬12.25％～13.25％、镍7.50％～8.50％、钼2.00％～2.50％、铝0.90％～1.35％以及氮≤0.010％，余量为铁以及不可避免的杂质元素。
进一步的是，自耗电极的直径不超过φ250mm。
本发明的有益效果是：本发明首先将真空感应熔炼的铸锭加工成VAR熔炼用自耗电极，然后让自耗电极在直流电弧的高温作用下迅速熔化，并以液滴的形式在水冷铜坩埚内凝固成铸锭。通过本发明的控制，可以改善有效0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的成分均匀性，改善结晶结构和铸锭质量，减少铸锭头部的缩孔与疏松区，最终提高成品率和性能。本发明尤其适用于0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的成分均匀性改善工艺之中。
具体实施方式
0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法，包括如下步骤：a、首先，利用0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢材料并通过真空感应熔炼得到铸锭，将所述铸锭制成自耗电极，将自耗电极固定到真空自耗炉坩埚内并完成真空自耗炉真空室壳体的对接密封，随后抽真空至0.1～1.0Pa，并且在整个熔炼过程保持该真空度；b、然后，真空自耗炉通电使得自耗电极与坩埚底部预设的起电弧剂之间产生弧光放电从而进行重熔成铸锭；c、待形成熔池后，将熔炼功率逐渐提高，在随后的熔炼阶段，电压控制在23.0～25.0V，电流控制在3.2～3.5kA，自耗电极熔化率控制在1.0～2.0kg/min，坩埚进水与出水温度为30～35℃；d、当自耗电极剩余重量为20％时，进行最后热封顶阶段，降低电流值且电流值逐渐降低至1.8～2.2kA，保证电弧不断并持续进行熔炼补缩，电压控制在23.0～25.0V，自耗电极熔化率控制在1.0～1.5kg/min，坩埚进水与出水温度为30～35℃，直至最后熔炼结束；e、铸锭在真空下连续冷却至400℃以下后出炉。
本发明巧妙的将铸锭制成自耗电极，并在真空自耗炉内完成熔炼，有效的提升了产品的品质，其中，经过上述真空自耗工艺冶炼的铸锭无宏观偏析，无中心疏松，铸锭头部的缩孔与疏松区较少，成分偏析减轻，最终提高成品率和性能。结合实际经验，一般优选步骤a中，自耗电极设置于真空自耗炉的升降主轴下端并输送至真空自耗炉坩埚内。
作为参数控制的一个优选方案，优选步骤b中，熔炼开始阶段，电压控制在20.0～21.0V，电流控制在1.5～1.7kA，自耗电极熔化率控制在1.0kg/min以内，坩埚进水与出水温度为30～35℃，从而进一步的提高产品的品质。
为了进一步提高处理的品质，可以选择这样的方案：0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的主要成分为：碳≤0.5％、硅≤0.10％、锰≤0.10％、磷≤0.010％、硫≤0.008％、铬12.25％～13.25％、镍7.50％～8.50％、钼2.00％～2.50％、铝0.90％～1.35％以及氮≤0.010％，余量为铁以及不可避免的杂质元素。这样的0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢可以更好的适应和满足处理的需要，从而优化处理的品质。
为了保证处理的品质，防止因自耗电极的尺寸参数不适当而导致处理的效果，优选自耗电极的直径不超过φ250mm。
本发明可以改善有效0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的成分均匀性，改善结晶结构和铸锭质量，减少铸锭头部的缩孔与疏松区，最终提高成品率和性能，市场推广前景十分广阔。

Claims (4)

1.0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、首先，利用0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢材料并通过真空感应熔炼得到铸锭，将所述铸锭制成自耗电极，将自耗电极固定到真空自耗炉坩埚内并完成真空自耗炉真空室壳体的对接密封，随后抽真空至0.1～1.0Pa，并且在整个熔炼过程保持该真空度，其中，自耗电极设置于真空自耗炉的升降主轴下端并输送至真空自耗炉坩埚内；
b、然后，真空自耗炉通电使得自耗电极与坩埚底部预设的起电弧剂之间产生弧光放电从而进行重熔成铸锭；
c、待形成熔池后，将熔炼功率逐渐提高，在随后的熔炼阶段，电压控制在23.0～25.0V，电流控制在3.2～3.5kA，自耗电极熔化率控制在1.0～2.0kg/min，坩埚进水与出水温度为30～35℃；
d、当自耗电极剩余重量为20％时，进行最后热封顶阶段，降低电流值且电流值逐渐降低至1.8～2.2kA，保证电弧不断并持续进行熔炼补缩，电压控制在23.0～25.0V，自耗电极熔化率控制在1.0～1.5kg/min，坩埚进水与出水温度为30～35℃，直至最后熔炼结束；
e、铸锭在真空下连续冷却至400℃以下后出炉。
2.如权利要求1所述的0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法，其特征在于：步骤b中，熔炼开始阶段，电压控制在20.0～21.0V，电流控制在1.5～1.7kA，自耗电极熔化率控制在1.0kg/min以内，坩埚进水与出水温度为30～35℃。
3.如权利要求1所述的0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法，其特征在于，0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的主要成分为：碳≤0.5％、硅≤0.10％、锰≤0.10％、磷≤0.010％、硫≤0.008％、铬12.25％～13.25％、镍7.50％～8.50％、钼2.00％～2.50％、铝0.90％～1.35％以及氮≤0.010％，余量为铁以及不可避免的杂质元素。
4.如权利要求1所述的0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法，其特征在于：自耗电极的直径不超过φ250mm。
CN201911005090.2A 2019-10-22 2019-10-22 0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法 Active CN110629116B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911005090.2A CN110629116B (zh) 2019-10-22 2019-10-22 0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911005090.2A CN110629116B (zh) 2019-10-22 2019-10-22 0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110629116A CN110629116A (zh) 2019-12-31
CN110629116B true CN110629116B (zh) 2021-09-21

Family

ID=68977089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911005090.2A Active CN110629116B (zh) 2019-10-22 2019-10-22 0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110629116B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114507817A (zh) * 2022-01-20 2022-05-17 上海材料研究所 超低碳无钴高强耐蚀合金及其制备方法和应用
CN116377314B (zh) * 2023-06-05 2023-10-27 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 一种燃气轮机用马氏体耐热钢及其冶炼方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106011684A (zh) * 2016-07-26 2016-10-12 四川六合锻造股份有限公司 一种高强高韧不锈钢材料及其制备方法
CN106086701A (zh) * 2016-08-30 2016-11-09 四川六合锻造股份有限公司 一种高强度马氏体沉淀硬化型不锈钢材料及其制备方法
CN108425063A (zh) * 2018-03-20 2018-08-21 湖州久立永兴特种合金材料有限公司 一种高纯净度高锰中间合金的制备方法
CN108866271A (zh) * 2018-08-08 2018-11-23 中国原子能科学研究院 一种高硅含钛奥氏体不锈钢材质管坯的制造方法
CN109609832A (zh) * 2018-11-26 2019-04-12 抚顺特殊钢股份有限公司 一种真空自耗重熔生产含锰钢的冶炼方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8071017B2 (en) * 2008-02-06 2011-12-06 Fedchun Vladimir A Low cost high strength martensitic stainless steel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106011684A (zh) * 2016-07-26 2016-10-12 四川六合锻造股份有限公司 一种高强高韧不锈钢材料及其制备方法
CN106086701A (zh) * 2016-08-30 2016-11-09 四川六合锻造股份有限公司 一种高强度马氏体沉淀硬化型不锈钢材料及其制备方法
CN108425063A (zh) * 2018-03-20 2018-08-21 湖州久立永兴特种合金材料有限公司 一种高纯净度高锰中间合金的制备方法
CN108866271A (zh) * 2018-08-08 2018-11-23 中国原子能科学研究院 一种高硅含钛奥氏体不锈钢材质管坯的制造方法
CN109609832A (zh) * 2018-11-26 2019-04-12 抚顺特殊钢股份有限公司 一种真空自耗重熔生产含锰钢的冶炼方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110629116A (zh) 2019-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111519068B (zh) 一种难变形镍基高温合金gh4151合金的三联冶炼工艺
CN109371271B (zh) 铜铁合金的非真空熔炼及连铸工艺
CN105088094B (zh) 一种控氮奥氏体不锈钢大锻件的制造方法
US20220243310A1 (en) Ultra-thin ultra-high strength steel wire, wire rod and method of producing wire rod
CN102912152B (zh) 抑制高Nb含量的高温合金宏观偏析的真空电弧重熔方法
CN111020245B (zh) 镍铜耐蚀合金的制备方法
CN110629116B (zh) 0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢的真空自耗熔炼方法
CN107164639A (zh) 一种电子束层覆式凝固技术制备高温合金的方法
CN113846247A (zh) W-Mo-Co强化高温合金热轧棒材及其制备方法
CN103498075A (zh) 难变形高温合金和难变形高温合金件的制备方法
CN106893921A (zh) 一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法
CN112111672A (zh) 一种医用钴基合金导向针材料及制备方法
CN114318109B (zh) 一种真空感应炉与加压电渣炉冶炼高氮模具钢的方法
CN107130151B (zh) 一种预绞式悬垂线夹用高强度耐磨损铝合金及其铸造工艺
CN108070739A (zh) Ti-6Al-7Nb合金铸锭的制备方法
US11268166B2 (en) Processes for producing superalloys and superalloys obtained by the processes
CN104404356A (zh) 一种叶轮用马氏体不锈钢的返回料熔炼方法
CN116904776A (zh) 一种高合金化镍基变形高温合金Φ508mm规格铸锭开裂缺陷的控制方法
CN110951975A (zh) 用冷阴极电子束熔炼ta2扁锭的方法
CN113088719B (zh) 一种改善var钛合金一次锭底部质量的熔炼方法
CN113403492B (zh) 一种超低硫高温合金的制备方法
CN113278812B (zh) 一种高Mo含量Ti-Mo合金均质铸锭真空自耗熔炼方法
CN108251717A (zh) 一种锻压轮毂用铝合金铸锭
CN103949800A (zh) 一种由Cr28Ni48W5镍基合金制成的焊丝
KR102299552B1 (ko) 일렉트로 슬래그 재용융 공정을 이용한 잉곳의 제조방법 및 이를 이용한 고청정 다이캐스팅용 금형강의 제조방법

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 610306 Chengdu City, Chengdu, Sichuan, China (Sichuan) free trade test zone, Chengdu City, Qingbaijiang District, xiangdao Boulevard, Chengxiang Town, No. 1509 (room 13, A District, railway port mansion), room 1319

Patentee after: Chengdu advanced metal material industry technology Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 610306 Chengdu City, Chengdu, Sichuan, China (Sichuan) free trade test zone, Chengdu City, Qingbaijiang District, xiangdao Boulevard, Chengxiang Town, No. 1509 (room 13, A District, railway port mansion), room 1319

Patentee before: CHENGDU ADVANCED METAL MATERIAL INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.