CN114381609A - 用于gh625合金电渣重熔渣料 - Google Patents

用于gh625合金电渣重熔渣料 Download PDF

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刘应龙
万红
吕小敏
王春光
时瑶
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Abstract

本发明涉及一种用于GH625合金电渣重熔渣料，所述渣料各组分的重量份为：CaF2：40～45份、CaO：20～25份、Al2O3：20～25份、MgO：5～10份、TiO2：1～2份。所述渣料可以减少合金中的有害元素、改善杂质分布、细化组织，改善合金的加工性能和成材率、降低渣料成本。

Description

用于GH625合金电渣重熔渣料
技术领域
本发明涉及镍基合金材料领域，特别涉及一种用于GH625合金电渣重熔渣料。
背景技术
GH625合金是Ni-Cr合金中添加Mo、Nb 等主要强化元素形成的固溶强化镍基合金，在 600℃下具有良好的疲劳、蠕变、抗氧化性等优点，即使在600-900℃的高温环境下也能具有较高的力学性能和良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、核电和化工等领域的工业热端部件。固溶态的GH625合金的典型组织为奥氏体γ基体加上少量的TiN和NbC等析出物，在时效过程中可能会进一步析出MC、M6C和M23C6等碳化物以及Laves相、δ和γ′、γ″等强化相。该合金具有高硬度、低热导率和高加工硬化率导致其后续成材加工较困难的缺点。
GH625合金钢锭的制备通常采用真空感应熔炼制备母合金，然后通过电渣重熔制得。电渣重熔是一种将合金自耗电极进行再次精炼重熔的冶金方式，渣料是电渣重熔最关键的因素之一，合适的电渣渣料不仅有利于改善合金钢锭表面质量、提高合金组织均匀性和降低合金中硫含量，也能显著改善合金的热加工性能，提高成材率。
电渣重熔渣料通常以萤石CaF2、石灰CaO和氧化铝Al2O3为主，根据所熔炼的钢种和产品质量要求进行适当的调整。具体的渣料配比因生产厂家不同，略有差异，但常用的GH625合金重熔渣料中含有较高比例的CaF2，有的占比高达70%，生产过程中不仅电耗高、产生污染环境的有害气体和烟尘，且CaF2的采购价格贵，生产成本较高。
用于制备压力传感器用膜片材料的GH625合金箔材的厚度尺寸通常要求不超过50μm，为了获得满足箔材冷加工性能，需要制备纯净度高、可加工性能良好的母合金。同时，由于市场竞争激烈，尤其是随着进口材料价格的降低，需要从生产的各个环节降低合金的生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于GH625合金电渣重熔渣料，所述渣料可以减少合金中的有害元素、改善杂质分布、细化组织，改善合金的加工性能和成材率、降低渣料成本。
本发明的技术方案是：
用于GH625合金电渣重熔渣料，该渣料各组分的重量份为：
CaF2：40～45份、CaO：20～25份、Al2O3：20～25份、MgO：5～10份、TiO2：1～2份。
进一步的技术方案是所述的渣料，所述渣料各组分的重量份为：
CaF2：43～45份、CaO：20～23份、Al2O3：23～25份、MgO：8～10份、TiO2：1～2份。
进一步的技术方案是所述的渣料，所述渣料各组分的重量份为：
CaF2：43～45份、CaO：20～23份、Al2O3：25份、MgO：6～10份、TiO2：1～2份。
将上述渣料制备成预熔渣：按照上述配比取渣料，将配好的渣系进行搅拌，混合均匀，将上述渣料在结晶器中通过Fe-Al导电电极进行熔化，熔化后取出破碎，制备成粒度2～5mm的预熔渣。
本发明所述渣料中石灰CaO是电渣渣料常用的碱性氧化物，渣中加入CaO可大大增加渣的碱度，提高脱硫效率，但是CaO吸水性强，易带入氢和氧，造成合金中氢氧气体的增加，而增加合金中的非金属夹杂物，降低合金箔材的可加工性。
Al2O3能明显降低渣的电导率，减少电耗，提高生产率，但是过多的氧化铝会提高渣的熔化温度和黏度，降低脱硫效果，所以需适当控制氧化铝的含量。
氧化镁MgO的加入会在渣池中形成一层半凝固膜，防止渣池吸氧，并减少渣池的热损失，但MgO也会提高渣的黏度。
TiO2的适量加入，则可抑制合金中Ti元素的烧损。将配好的渣料进行预熔，可降低渣料的水分和杂质含量，使用前高温烘烤，可以进一步去除渣料中的水分。
本发明的有益效果：
本发明所述的电渣重熔渣料是用于GH625合金电渣重熔，其可以使合金的纯度提高，组织优化，杂质元素含量更低，热加工性能更好，大大提高了产品的成材率，同时合金的箔材加工性能更好，性能良好，且成本较低。采用所述渣料进行电渣重熔，得到的GH625合金电渣锭的成分满足技术标准要求，其微量元素的化学成分为：C＜0.08%，S＜0.001%，P＜0.002%，B＜0.001%，Co＜0.010%，合金夹杂物：A类、B类、C类均为0级，D类细系夹杂物1.0级。电渣锭锻造加工成材率为95%左右；提高了合金的纯净度和成材率。
所述的电渣锭可以用于石油、化工、航空等领域，增加与进口产品的竞争力，其经济效益和社会效益非常显著。
具体实施方式
实施例1
GH625合金的低成本电渣重熔渣料，有以下步骤：
a）渣料配方
电渣重熔的渣料配比按重量份为：CaF2：45份、CaO：23份、Al2O3：25份、MgO：6份、TiO2：1份。
b）渣料预熔制备
将配好的渣系进行搅拌，混合均匀，将上述渣料在结晶器中通过采用含Al： 3份、Fe：97份的Fe-Al导电电极进行熔化，熔化后取出破碎，制备成粒度2～5mm的预熔渣。
用上述的预熔渣制备电渣锭：
取预熔渣45kg，经过1000℃烘烤4小时，在结晶器中熔融。将通过真空感应熔炼制备的φ245mm的GH625合金自熔电极棒缓慢下降到熔融的预熔渣中，通电起弧后，调整重熔电压至53V、电流9500A；自熔电极棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的自熔电极棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应并在结晶器的底部重新结晶，得到φ400mm的电渣锭。
将上述制备的电渣锭经过1150±10℃的温度下保温5小时，再锻造成板坯，制备GH625合金箔材的坯料，进一步加工制得50μm厚度的GH625合金箔材。
采用本渣料配方，渣料成本节省11%。经测试，GH625合金的化学成分百分比含量为：C：0.017，Si：0.11，Mn：0.27，Cr:21.32，Mo:8.71，Nb：3.98，Fe：2.95，Ti：0.22，Al：0.20，Co：0.017，B：0.0008，P：0.0020，S＜0.001，Ni：余量。合金夹杂物：A类、B类、C类均为0级，D类细系夹杂物1.0级。电渣锭锻造加工成材率达到了95%。
该电渣渣料降低了电渣重熔的成本、提高了合金的纯净度和成材率。
实施例2
GH625合金的低成本电渣重熔渣料，有以下步骤：
a）渣料配方
电渣重熔的渣料配比按重量份为：CaF2：43份、CaO：20份、Al2O3：25份、MgO：10份、TiO2：2份。
b）渣料预熔制备
将配好的渣系进行搅拌，混合均匀，将上述渣料在结晶器中通过采用含Al： 3份、Fe：97份的Fe-Al导电电极进行熔化，熔化后取出破碎，制备成粒度2~5mm的预熔渣，取出45kg，经过800℃烘烤4小时。
用上述的预熔渣制备电渣锭：
取预熔渣45kg，经过1000℃烘烤4小时，在结晶器中熔融。将通过真空感应熔炼制备的φ220mm的GH625合金自熔电极棒缓慢下降到熔融的预熔渣中，通电起弧后，调整重熔电压至54V、电流9000A；自熔电极棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的自熔电极棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应并在结晶器的底部重新结晶，得到φ380mm的电渣锭。
上述制备的电渣锭经过1150±10℃的温度下保温4小时，再锻造成板坯，制备GH625合金箔材的坯料，进一步加工制得50μm厚度的GH625合金箔材。
采用本渣料配方，渣料成本节省约11%。经测试，GH625合金的化学成分百分比含量为：C：0.036，Si：0.044，Mn：0.19，Cr：21.61，Mo:8.53，Nb：3.86，Fe：2.21，Ti：0.18，Al：0.24，Co：0.015，B：＜0.001，P：0.0016，S＜0.001，Ni：余量。合金夹杂物：A类、B类、C类均为0级，D类细系夹杂物1.0级。电渣锭锻造加工成材率达到了95.5%。
该电渣渣料降低了电渣重熔的成本、提高了合金的纯净度和成材率。

Claims (3)

1.一种用于GH625合金电渣重熔渣料，其特征在于，该渣料各组分的重量份为：
CaF2：40～45份、CaO：20～25份、Al2O3：20～25份、MgO：5～10份、TiO2：1～2份。
2.根据权利要求1所述的渣料，其特征在于，所述各组分的重量份为：
CaF2：43～45份、CaO：20～23份、Al2O3：23～25份、MgO：8～10份、TiO2：1～2份。
3.根据权利要求1所述的渣料，其特征在于，所述各组分的重量份为：
CaF2：43～45份、CaO：20～23份、Al2O3：25份、MgO：6～10份、TiO2：1～2份。
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