JP2003290906A - METHOD FOR REMELTING Ni-BASE ALLOY - Google Patents
METHOD FOR REMELTING Ni-BASE ALLOYInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はＮｉ基合金の再溶解
法に関し、更に詳しくは、真空アーク再溶解法（Consum
able electrode Vacuum arc remelting：ＶＡＲ）また
はエレクトロスラグ再溶解法（Electro Slag remeltin
g：ＥＳＲ）でＮｉ基合金を再溶解してそのインゴット
を製造したときに、当該インゴットにフレッケルと呼ば
れる偏析欠陥を発生させないＮｉ基合金の再溶解法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remelting method for Ni-based alloys, and more particularly to a vacuum arc remelting method (Consum
able electrode Vacuum arc remelting (VAR) or Electro Slag remelting method
g: ESR) and a method for remelting a Ni-based alloy that does not cause a segregation defect called freckle when the ingot is manufactured by remelting the Ni-based alloy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インコネル７０６，インカロイ９０１，
ワスパロイを代表例とするＮｉ基合金は、タービンやジ
ェットエンジンの部品材料として使用されており、組織
欠陥のないことが必要条件とされている。そのため、こ
れらのＮｉ基合金のインゴットは、通常、ＶＡＲやＥＳ
Ｒで製造されている。例えばＶＡＲは、図２で示したよ
うな真空アーク炉を用いて実施されている。2. Description of the Related Art Inconel 706, Incarloy 901,
Ni-based alloys, typified by Waspaloy, are used as component materials for turbines and jet engines, and are required to have no structural defects. Therefore, ingots of these Ni-based alloys are usually VAR and ES.
Manufactured in R. For example, VAR is performed using a vacuum arc furnace as shown in FIG.
【０００３】図２において、炉内にはＮｉ基合金の鋳塊
である消耗電極１が電極昇降用のスティンガーロッド２
に取り付けられ、そして消耗電極１の下方には、例えば
Ｃｕから成り、冷却水３で外側から冷却される内径Ｄの
水冷モールド４が配置されている。ＶＡＲ操業に際して
は、消耗電極１と水冷モールド４の間にアーク放電を発
生させる。消耗電極１は溶解し、液滴（溶湯）となって
水冷モールド内に貯留していき、同時に外側から冷却さ
れていく。In FIG. 2, a consumable electrode 1, which is an ingot of a Ni-based alloy, is provided in a furnace with a stinger rod 2 for raising and lowering the electrode.
A water-cooling mold 4 made of, for example, Cu and having an inner diameter D, which is cooled from the outside by cooling water 3, is disposed below the consumable electrode 1. During VAR operation, arc discharge is generated between the consumable electrode 1 and the water-cooled mold 4. The consumable electrode 1 is melted to form droplets (molten metal), which are stored in the water-cooled mold and simultaneously cooled from the outside.
【０００４】なお、用いる水冷モールドは、製造目的の
インゴットの直径、長さに対応してその寸法形状が決め
られる。製造するインゴットの直径が例えばＤであれ
ば、使用する水冷モールドの内径もＤである。また、操
業に際しては、アーク放電時の通電量を調節することに
より、消耗電極の溶解速度が制御される。インゴット製
造の生産性を高めるためには、溶解速度を大きくするこ
とが好適である。The size and shape of the water-cooled mold to be used are determined according to the diameter and length of the ingot to be manufactured. If the diameter of the manufactured ingot is D, for example, the inner diameter of the water-cooled mold used is also D. In addition, during operation, the rate of dissolution of the consumable electrode is controlled by adjusting the amount of electricity supplied during arc discharge. In order to increase the productivity of ingot production, it is preferable to increase the dissolution rate.
【０００５】ＶＡＲが進行するにつれて、消耗電極１は
減肉していき、他方、水冷モールド４内には、溶湯が冷
却して凝固した固体部分５が成長していく。同時にその
過程では、固体部分５の上に溶湯のプール６が形成され
続けている。そして、固体部分５と溶湯プール６の接触
界面では、時間経過とともに、溶湯プールが凝固してい
く。すなわち、上記した接触界面は、溶湯プール６にと
っては凝固界面６Ａとなっている。As the VAR progresses, the thickness of the consumable electrode 1 decreases, while the solid portion 5 in the water-cooled mold 4 where the molten metal has cooled and solidified grows. At the same time, in the process, a molten metal pool 6 is continuously formed on the solid portion 5. Then, at the contact interface between the solid portion 5 and the molten metal pool 6, the molten metal pool solidifies with the passage of time. That is, the above-mentioned contact interface is the solidification interface 6A for the molten metal pool 6.
【０００６】この場合、水冷モールドの中心軸線から外
側に位置する溶湯ほど冷却速度は大きいので凝固速度も
大きく、中心軸線の近辺に位置する溶湯の冷却速度は最
も小さいので、結局、溶湯プール６における凝固界面６
Ａは、図２で示したように、下に凸の曲面形状になる。
この凝固界面は、製造したインゴットをその中心軸線に
沿って切断し、切断面を鏡面研磨したのち例えば過酸化
水素と塩酸の混合液を用いた腐食処理を行うことによ
り、デンドライトは白く、樹枝間が黒く腐食された凝固
組織のような状態で視認することができる。In this case, since the molten metal located outside the central axis of the water-cooled mold has a higher cooling rate, the solidification rate is also larger, and the molten metal located near the central axis has the lowest cooling rate. Solidification interface 6
As shown in FIG. 2, A has a downwardly convex curved surface shape.
This solidification interface is obtained by cutting the manufactured ingot along its central axis, mirror-polishing the cut surface, and then performing a corrosive treatment using, for example, a mixed solution of hydrogen peroxide and hydrochloric acid so that the dendrites are white It can be visually recognized in a state like a solidified structure in which is blackened.
【０００７】消耗電極１の溶解が終了し、溶湯プールの
凝固も終了した時点で水冷モールド４の中には、目的と
する直径Ｄのインゴットが製造される。ところで、次の
ような操業条件下で凝固が進行すると、製造されたイン
ゴットには偏析欠陥（フレッケル）が発生する。第１
は、溶湯の部分凝固時間が長い場合である。これは、製
造目的のインゴットの直径（Ｄ）が大きい場合に起こり
得る。直径（Ｄ）が大きいと、溶湯の中心部における冷
却速度が遅くなり、そのため凝固速度も遅くなるからで
ある。At the time when the melting of the consumable electrode 1 is completed and the solidification of the molten metal pool is also completed, an ingot having a target diameter D is produced in the water-cooled mold 4. By the way, when solidification progresses under the following operating conditions, segregation defects (freckles) occur in the manufactured ingot. First
Is when the partial solidification time of the molten metal is long. This can occur if the diameter (D) of the ingot for manufacturing is large. This is because if the diameter (D) is large, the cooling rate in the central portion of the molten metal becomes slow, and therefore the solidification rate also becomes slow.
【０００８】第２は、溶湯プールの凝固界面の傾きが急
峻になる場合である。すなわち、図３で示したように、
凝固界面６Ａのある地点Ａに接線Ｌ1を引いたとき、こ
の接線Ｌ1と水平線Ｌ2とのなす角度θが大きい場合であ
る。このような状態は、アーク放電時の電流設定値が大
きすぎるときに発生する。すなわち、このようなときに
は、消耗電極１の溶解速度が大きくなり、そのため、溶
湯プール６の成長はその凝固による固体部分５の成長以
上の早さで進み、その結果、溶湯プール６の深さが深く
なるからである。Secondly, the inclination of the solidification interface of the molten metal pool becomes steep. That is, as shown in FIG.
When the tangent line L 1 is drawn at a certain point A on the solidification interface 6A, the angle θ between the tangent line L 1 and the horizontal line L 2 is large. Such a state occurs when the current setting value during arc discharge is too large. That is, in such a case, the rate of dissolution of the consumable electrode 1 increases, so that the growth of the molten metal pool 6 progresses at a faster speed than the growth of the solid portion 5 due to its solidification, and as a result, the depth of the molten metal pool 6 increases. Because it gets deeper.
【０００９】いずれにしても、上記した操業条件下で
は、製造したインゴットにフレッケル欠陥が誘発され
る。そして、このフレッケル欠陥は、例えば後工程の熱
処理によっても消失しない。このような状態のインゴッ
トを加工して製品を製造すると、このフレッケル欠陥を
基点にしてその機械的強度が劣化する。したがって、Ｎ
ｉ基合金の再溶解法に関しては、フレッケル欠陥を発生
させないことが強く求められている。In any case, under the above operating conditions, freckle defects are induced in the manufactured ingot. Then, this freckle defect does not disappear even by, for example, a heat treatment in a later step. When the product is manufactured by processing the ingot in such a state, the mechanical strength of the product deteriorates based on this freckle defect. Therefore, N
With respect to the remelting method for i-based alloys, it is strongly required not to generate Freckle defects.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題を解決し、フレッケル欠陥を発生させないＮｉ基合金
の再溶解法の提供を目的とする。より具体的には、用い
るＮｉ基合金の種類に応じて製造目的のインゴットの大
きさ、また消耗電極の溶解速度を規定することにより、
フレッケル欠陥の発生を解消できるＮｉ基合金の再溶解
法の提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a remelting method for Ni-base alloys which does not cause freckle defects. More specifically, by defining the size of the ingot for manufacturing and the melting rate of the consumable electrode according to the type of Ni-based alloy used,
An object of the present invention is to provide a remelting method for a Ni-based alloy that can eliminate the occurrence of freckle defects.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、フレッケ
ル欠陥が発生しない再溶解法の操業条件を検討する過程
で、ＶＡＲで製造した各種のインゴットをその中心軸線
に沿って縦方向に切断し、その切断面に、過酸化水素と
塩酸の混合液を用いた腐食処理を施してフレッケル欠陥
の有無を観察した。In the process of examining the operating conditions of the remelting method in which no freckle defects are generated, the present inventors cut various ingots manufactured by VAR in the longitudinal direction along the central axis of the ingot. Then, the cut surface was subjected to a corrosion treatment using a mixed solution of hydrogen peroxide and hydrochloric acid, and the presence or absence of Freckle defects was observed.
【００１２】その結果、フレッケル欠陥が発生している
場合には、そのフレッケル欠陥は操業時における溶湯プ
ールの凝固界面と略同じ形状、すなわち、図４で示した
ように、中心軸線Ｌ0に対して左右対称な下に凸の円弧
形状をなして分布していることを確認した。換言すれ
ば、フレッケル欠陥は溶湯プールの凝固界面に沿って発
生していることが確認された。また、それらのフレッケ
ル欠陥は、インゴットの中心軸線Ｌ0からインゴットの
半径の１／２だけ外側に離れた箇所（これを箇所Ａとい
う）に多く発生していた。As a result, when a freckle defect is generated, the freckle defect has substantially the same shape as the solidification interface of the molten metal pool during operation, that is, as shown in FIG. 4, with respect to the central axis L 0. It was confirmed that they were distributed symmetrically in the shape of a downwardly convex arc. In other words, it was confirmed that the freckle defect occurred along the solidification interface of the molten metal pool. Further, many of these freckle defects were generated at a location (this location is referred to as location A) separated from the central axis L 0 of the ingot by ½ of the radius of the ingot.
【００１３】そこで、本発明者らは、溶湯プールにおけ
る凝固界面の傾きの角度（θ）が急峻であるとフレッケ
ル欠陥が発生するという既に公知の知見に基づいて、観
察された個々のフレッケル欠陥の水平線（インゴットの
径方向）に対する傾きの角度を測定した。その結果、前
記した中心軸線からインゴット半径の１／２だけ外側に
離れた箇所Ａに存在するフレッケル欠陥は、いずれもそ
の傾きの角度が７０°を超えているという事実を確認す
るに至った。Therefore, the inventors of the present invention, based on the already known knowledge that freckle defects occur when the inclination angle (θ) of the solidification interface in the molten metal pool is steep, the observed individual freckle defects are The angle of inclination with respect to the horizontal line (radial direction of the ingot) was measured. As a result, it has been confirmed that the Freckel defects existing at the location A which is separated from the center axis by ½ of the ingot radius outward have an inclination angle of more than 70 °.
【００１４】したがって、再溶解法の操業時にあって、
水冷モールドの中心軸線からその半径の１／２だけ外側
に離れた箇所Ａにおける溶湯プールの凝固界面の水平線
に対する角度（θ）が７０°を超えるような条件で再溶
解を行うと、製造されたインゴットには確実にフレッケ
ル欠陥が生じてくるということが判明した。したがっ
て、逆にいえば、凝固界面の箇所Ａにおける角度（θ）
が７０℃以下となるような条件で再溶解を行えば、フレ
ッケル欠陥の発生を防止することができるものと考えら
れる。Therefore, at the time of operation of the remelting method,
It was manufactured when remelting was performed under the condition that the angle (θ) of the solidification interface of the molten metal pool at the location A separated from the center axis of the water-cooled mold by ½ of its radius was more than 70 °. It turned out that the freckle defect will surely occur in the ingot. Therefore, conversely, the angle (θ) at location A of the solidification interface
It is considered that the freckle defect can be prevented by remelting under the condition that the temperature becomes 70 ° C. or less.
【００１５】本発明は上記した知見に基づいて開発され
た再溶解法である。そして、溶湯プールの凝固界面にお
ける上記角度（θ）は、製造目的のＮｉ基合金の種類に
応じて、使用する水冷るつぼの寸法形状、消耗電極の溶
解速度を後述するような値に設定して制御されるので、
フレッケル欠陥を発生させない再溶解法である。すなわ
ち、本発明のＮｉ基合金の再溶解法は、Ｎｉ基合金から
成る消耗電極を真空アーク再溶解法またはエレクトロス
ラグ再熔解法で再溶解し、その溶湯を水冷モールド内で
凝固させてインゴットを製造する際に、前記水冷モール
ドの中心軸線からモールド半径の１／２だけ離れた位置
における溶湯プールの凝固界面の接線と水平線とのなす
角度が７０°以下となるように、溶解速度と水冷モール
ドの直径との関係を制御することを特徴とする。The present invention is a redissolution method developed on the basis of the above findings. The angle (θ) at the solidification interface of the molten metal pool is set according to the type of Ni-based alloy to be manufactured by setting the dimensions and shape of the water-cooled crucible to be used and the melting rate of the consumable electrode to values described below. Because it is controlled
It is a remelting method that does not generate freckle defects. That is, the method for remelting a Ni-based alloy of the present invention is to remelt a consumable electrode made of a Ni-based alloy by a vacuum arc remelting method or an electroslag remelting method, and solidify the molten metal in a water-cooled mold to form an ingot. During the production, the melting rate and the water-cooled mold are controlled so that the angle between the tangent to the solidification interface of the molten metal pool and the horizontal line at a position separated from the center axis of the water-cooled mold by 1/2 of the mold radius is 70 ° or less. It is characterized by controlling the relationship with the diameter of.
【００１６】具体的には、前記Ｎｉ基合金がインコネル
７０６であり、前記溶解速度と前記水冷モールドの直径
を、次式：
０.０５１×水冷モールドの直径＋０.０７０×溶解速度−９.４ …(1)
に基づく計算値が５０以下の値となるように設定するＮ
ｉ基合金の再溶解法、前記Ｎｉ基合金がインカロイ９０
１であり、前記溶解速度と前記水冷モールドの直径を、
次式：
０.０１６×水冷モールドの直径＋０.２４５×溶解速度−１２.１ …(2)
に基づく計算値が２００以下の値となるように設定する
Ｎｉ基合金の再溶解法、および、前記Ｎｉ基合金がワス
パロイであり、前記溶解速度と前記水冷モールドの直径
を、次式：
０.０４４×水冷モールドの直径＋０.１７７×溶解速度−２２.５ …(3)
に基づく計算値が１００以下の値となるように設定する
Ｎｉ基合金の再溶解法が提供される。Specifically, the Ni-based alloy is Inconel 706, and the melting rate and the diameter of the water-cooled mold are expressed by the following formula: 0.051 × diameter of water-cooled mold + 0.070 × melting rate-9.4. Set N such that the calculated value based on (1) is 50 or less N
i-based alloy remelting method, the Ni-based alloy is Incarloy 90
1 and the dissolution rate and the diameter of the water-cooled mold are
The following formula: 0.016 x diameter of water-cooled mold + 0.245 x dissolution rate -12.1 (2) The re-melting method of the Ni-based alloy set so that the calculated value is 200 or less, and The Ni-based alloy is Waspaloy, and the calculated value based on the following formula: 0.044 × diameter of water-cooled mold + 0.177 × melting speed-22.5 (3) A method for remelting a Ni-based alloy, which is set to a value of 100 or less, is provided.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】本発明方法の適用可能なＮｉ基合
金は格別限定されるものではなく、フレッケル欠陥の要
因となる元素を含む合金に対して適用される。例えば、
Ｃｒ：１０〜３０質量％，Ｎｂ：５質量％以下，Ｍｏ：
１〜７質量％，Ｔｉ：５質量％以下，Ｃｏ：１０〜１５
質量％の１種または２種以上を含有するＮｉ基合金に適
用される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The Ni-based alloy to which the method of the present invention can be applied is not particularly limited, and is applied to an alloy containing an element which causes a Freckle defect. For example,
Cr: 10 to 30 mass%, Nb: 5 mass% or less, Mo:
1 to 7 mass%, Ti: 5 mass% or less, Co: 10 to 15
It is applied to a Ni-based alloy containing 1% or 2 or more% by mass.
【００１８】合金の種類を問わず、本発明方法では、次
のような条件で再溶解が進められる。すなわち、図１で
示したように、溶湯プール６の凝固界面６Ａにおいて、
水冷モールド４の中心軸線Ｌ0からその半径の１／２
（したがって直径Ｄの１／４）だけ離れた箇所Ａに接線
Ｌ1を引き、この接線Ｌ1と水平線Ｌ2のなす角度（θ）
が７０°以上となるような条件で再溶解が実施される。Regardless of the type of alloy, in the method of the present invention, remelting proceeds under the following conditions. That is, as shown in FIG. 1, at the solidification interface 6A of the molten metal pool 6,
1/2 of the radius from the central axis L 0 of the water-cooled mold 4
A tangent line L 1 is drawn at a position A (that is, ¼ of the diameter D), and an angle (θ) formed by the tangent line L 1 and the horizontal line L 2
Is redissolved under the condition that the temperature is 70 ° or more.
【００１９】この角度（θ）が７０°より大きくなるよ
うな条件で再溶解を実施すると、製造されるインゴット
（直径Ｄ）には確実にフレッケル欠陥が発生する。この
角度（θ）は、消耗電極の溶解速度、製造目的のインゴ
ットの直径（水冷モールドの内径Ｄと等価）、そしてＮ
ｉ基合金の種類に対応して変化する。この角度（θ）を
７０°以下に設定するためには、具体的には、Ｎｉ基合
金の種類に応じて次のようにして操業条件の設計が行わ
れる。When the remelting is carried out under the condition that the angle (θ) becomes larger than 70 °, the manufactured ingot (diameter D) will surely have freckle defects. This angle (θ) is the melting rate of the consumable electrode, the diameter of the ingot for manufacturing (equivalent to the inner diameter D of the water-cooled mold), and N
It changes depending on the type of i-based alloy. In order to set the angle (θ) to 70 ° or less, specifically, the operating conditions are designed as follows according to the type of Ni-based alloy.
【００２０】例えばＮｉ基合金としてインコネル７０６
を選定した場合には、前記した（１）式を用いることに
より、次のようにして水冷モールドの直径（Ｄ）と消耗
電極の溶解速度が決定される。すなわち、(1)式に、採
用しようと思う水冷モールドの径の値（ｄ）と溶解速度
の値（υ）を代入する。得られた(1)式の計算値が５０
より大きい値になった場合は、上記したｄ値とυ値の組
み合わせはフレッケル欠陥を発生させるので採用できな
いとする。Inconel 706, for example, as a Ni-based alloy
If the above is selected, the diameter (D) of the water-cooled mold and the dissolution rate of the consumable electrode are determined in the following manner by using the above equation (1). That is, the value of the diameter of the water-cooled mold (d) and the value of the dissolution rate (υ) to be adopted are substituted into the equation (1). The calculated value of the obtained formula (1) is 50.
When the value becomes larger, the combination of the d value and the υ value described above cannot be adopted because it causes a freckle defect.
【００２１】(1)式の計算値が５０以下であるならば、
そのｄ値とυ値の組み合わせは、再溶解の操業時に、凝
固界面の箇所Ａにおける角度（θ）が７０°以下とな
り、フレッケル欠陥は発生しないとする。そして、その
ｄ値とυ値を操業条件として採用する。その場合、再溶
解時の生産性を高めるために、(1)式の計算値が５０以
下を満たす範囲内でｄ値とυ値はできるだけ大きい値に
設定することが好ましい。If the calculated value of the equation (1) is 50 or less,
The combination of the d value and the υ value is such that, during the remelting operation, the angle (θ) at the location A of the solidification interface becomes 70 ° or less, and the freckle defect does not occur. Then, the d value and υ value are adopted as operating conditions. In that case, in order to improve the productivity at the time of re-dissolving, it is preferable to set the d value and the υ value as large as possible within the range where the calculated value of the equation (1) satisfies 50 or less.
【００２２】インカロイ９０１の場合は、(2)式を用い
ることにより、上記と同様にしてｄ値とυ値が選定され
る。またワスパロイの場合は、(3)式を用いることによ
り、その操業条件が選択される。また各式の上限値は上
記した各合金の鋳塊を一方向凝固して製造し、そのとき
に、フレッケル欠陥の発生箇所における冷却速度（Ｖ）
や凝固界面の傾きの角度（θ）から上限＝１／（Ｖ・si
nθ）として求めた実験値である。In the case of the Incarloy 901, the d value and the υ value are selected in the same manner as above by using the equation (2). In the case of Waspaloy, its operating condition is selected by using the equation (3). The upper limit of each equation is obtained by unidirectionally solidifying the ingots of the above alloys, and at that time, the cooling rate (V) at the location where the freckle defect occurs.
Or the angle of inclination of the solidification interface (θ), the upper limit = 1 / (V · si
It is an experimental value obtained as nθ).
【００２３】[0023]
【実施例】実施例１〜４，比較例１，２
Ｎｉ基合金としてインコネル７０６を選定し、この鋳塊
を消耗電極としてＶＡＲを行った。このとき、内径が異
なる水冷モールドを用い、また消耗電極の溶解速度を変
化させて各種の操業条件で再溶解を行い、インゴットを
製造した。EXAMPLES Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2, Inconel 706 was selected as a Ni-based alloy, and VAR was performed using this ingot as a consumable electrode. At this time, ingots were manufactured by using water-cooled molds having different inner diameters and changing the dissolution rate of the consumable electrode to perform remelting under various operating conditions.
【００２４】得られたインゴットを中心軸線に沿って縦
方向に切断し、その切断面を研磨したのち過酸化水素と
塩酸の混合液を用いて腐食処理を行って凝固界面を判定
した。インゴットの中心軸線から直径の１／４だけ外側
の箇所における凝固界面の水平線に対する傾きの角度
（θ）を測定した。そして同時にフレッケル欠陥の有無
を観察した。The obtained ingot was cut in the longitudinal direction along the central axis, the cut surface was polished, and then a corrosive treatment was performed using a mixed solution of hydrogen peroxide and hydrochloric acid to determine the solidification interface. The angle (θ) of the inclination of the solidification interface with respect to the horizontal line at a position outside the center axis of the ingot by ¼ of the diameter was measured. At the same time, the presence or absence of freckle defects was observed.
【００２５】その結果を表１に示した。The results are shown in Table 1.
【００２６】[0026]
【表１】 [Table 1]
【００２７】実施例５
Ｎｉ基合金としてインコネル７０６を選定した。製造目
的のインゴット径を５０８mmとし、これを２７０kg／hr
の溶解速度で製造した。このときの(1)式の計算値は、
０.０５１×５０８＋０.０７０×２７０−９.４≒３６
である。Example 5 Inconel 706 was selected as the Ni-based alloy. The production ingot diameter is 508mm and this is 270kg / hr
With a dissolution rate of The calculated value of equation (1) at this time is
0.051 × 508 + 0.070 × 270-9.4 ≒ 36
Is.
【００２８】得られたインゴットに超音波探傷試験を行
った。フレッケル欠陥の存在を示す信号は認められなか
った。
実施例６
Ｎｉ基合金としてインカロイ９０１を選定した。製造目
的のインゴット径を４５７mmとし、これを１８０kg／hr
の溶解速度で製造した。An ultrasonic flaw detection test was conducted on the obtained ingot. No signal indicating the presence of freckle defects was observed. Example 6 Incarloy 901 was selected as a Ni-based alloy. The production ingot diameter is 457mm and this is 180kg / hr
With a dissolution rate of
【００２９】このときの(2)式の計算値は、０.０１６×
４５７＋０.２４５×１８０−１２.１≒４０である。得
られたインゴットに超音波探傷試験を行った。フレッケ
ル欠陥の存在を示す信号は認められなかった。
実施例７
Ｎｉ基合金としてワスパロイを選定した。製造目的のイ
ンゴット径を４５７mmとし、これを１８０kg／hrの溶解
速度で製造した。The calculated value of the equation (2) at this time is 0.016 ×
457 + 0.245 × 180-12.1≈40. An ultrasonic flaw detection test was performed on the obtained ingot. No signal indicating the presence of freckle defects was observed. Example 7 Waspaloy was selected as the Ni-based alloy. The target ingot diameter was 457 mm, and this was manufactured at a dissolution rate of 180 kg / hr.
【００３０】このときの(3)式の計算値は、０.０４４×
４５７＋０.１７７×１８０−２２.５≒２９である。得
られたインゴットに超音波探傷試験を行った。フレッケ
ル欠陥の存在を示す信号は認められなかった。The calculated value of the equation (3) at this time is 0.044 ×
457 + 0.177 × 180−22.5≈29. An ultrasonic flaw detection test was performed on the obtained ingot. No signal indicating the presence of freckle defects was observed.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
再溶解法によれば、フレッケル欠陥が発生しないＮｉ基
合金のインゴットを製造することができる。これは、操
業時における溶湯プールの凝固界面の角度（θ）を７０
°以下となるような操業条件を設定したことによっても
たらされる効果である。As is apparent from the above description, according to the remelting method of the present invention, it is possible to manufacture an ingot of a Ni-base alloy that does not cause freckle defects. This is because the angle (θ) of the solidification interface of the molten metal pool during operation is 70
This is the effect brought about by setting the operating conditions such that the temperature becomes below.
【図１】本発明における角度（θ）を説明するための説
明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an angle (θ) in the present invention.
【図２】ＶＡＲ装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a VAR device.
【図３】溶湯プールの凝固界面の状態を示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of a solidification interface of a molten metal pool.
【図４】フレッケル欠陥の発生例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of occurrence of a freckle defect.
１ 消耗電極
２ スティンガーロッド
３ 冷却水
４ 水冷モールド
５ 固体部分
６ 溶湯プール
６Ａ 溶湯プールの凝固界面
Ｄ 水冷モールド４の直径（インゴットの直径）
Ｌ0 水冷モールド４の中心軸線
Ａ 中心軸線Ｌ0から水冷モールド４の半径の１／２
だけ離れた箇所
Ｌ1 箇所Ａにおける凝固界面の接線
Ｌ2 水平線1 Consumable Electrode 2 Stinger Rod 3 Cooling Water 4 Water Cooling Mold 5 Solid Part 6 Molten Pool 6A Solidification Interface of Molten Pool D Diameter of Water Cooling Mold 4 (Diameter of Ingot) L 0 Center Axis A of Water Cooling Mold 4 Central Axis L 0 to Water Cooling 1/2 of radius of mold 4
Tangent line L 2 horizontal line of solidification interface at location L 1 location A
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 19/00 Ｃ２２Ｃ 19/00 Ｍ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) C22C 19/00 C22C 19/00 M
Claims (5)
ク再溶解法またはエレクトロスラグ再熔解法で再溶解
し、その溶湯を水冷モールド内で凝固させてインゴット
を製造する際に、 前記水冷モールドの中心軸線からモールド半径の１／２
だけ離れた位置における溶湯プールの凝固界面の接線と
水平線とのなす角度が７０°以下となるように、溶解速
度と水冷モールドの直径との関係を制御することを特徴
とするＮｉ基合金の再溶解法。1. When a consumable electrode made of a Ni-based alloy is remelted by a vacuum arc remelting method or an electroslag remelting method and the molten metal is solidified in a water cooled mold to produce an ingot, 1/2 of the mold radius from the central axis
The relationship between the melting rate and the diameter of the water-cooled mold is controlled so that the angle between the tangent line of the solidification interface of the molten metal pool and the horizontal line at a position separated by 70 degrees or less is controlled. Dissolution method.
量％，Ｎｂ：５質量％以下，Ｍｏ：１〜７質量％，Ｔ
ｉ：５質量％以下，Ｃｏ：１０〜１５質量％の１種また
は２種以上を含有している請求項１のＮｉ基合金の再溶
解法。2. The Ni-based alloy comprises Cr: 10 to 30% by mass, Nb: 5% by mass or less, Mo: 1 to 7% by mass, T.
The method for remelting a Ni-based alloy according to claim 1, which contains one or more of i: 5% by mass or less and Co: 10 to 15% by mass.
り、前記溶解速度と前記水冷モールドの直径を、次式： ０.０５１×水冷モールドの直径＋０.０７０×溶解速度
−９.４ に基づく計算値が５０以下の値となるように設定する請
求項１のＮｉ基合金の再溶解法。3. The Ni-based alloy is Inconel 706, and the melting rate and the diameter of the water-cooled mold are calculated based on the following formula: 0.051 × diameter of the water-cooled mold + 0.070 × melting rate-9.4. The method for remelting a Ni-based alloy according to claim 1, wherein the value is set to 50 or less.
り、前記溶解速度と前記水冷モールドの直径を、次式： ０.０１６×水冷モールドの直径＋０.２４５×溶解速度
−１２.１ に基づく計算値が２００以下の値となるように設定する
請求項１のＮｉ基合金の再溶解法。4. The Ni-based alloy is Incarloy 901, and the melting rate and the diameter of the water-cooled mold are calculated based on the following formula: 0.016 × diameter of the water-cooled mold + 0.245 × melting rate-12.1. The method for remelting a Ni-based alloy according to claim 1, wherein the value is set to be 200 or less.
記溶解速度と前記水冷モールドの直径を、次式： ０.０４４×水冷モールドの直径＋０.１７７×溶解速度
−２２.５ に基づく計算値が１００以下の値となるように設定する
請求項１のＮｉ基合金の再溶解法。5. The Ni-based alloy is Waspaloy, and the melting rate and the diameter of the water-cooled mold are calculated based on the following equation: 0.044 × diameter of the water-cooled mold + 0.1177 × melting rate-22.5. Is set to a value of 100 or less, the method for remelting a Ni-based alloy according to claim 1.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008061453A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Nanyang Hanye Special Steel Co., Ltd | A casting ingot of vacuum fine equiaxed grain structure |
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| JP5109068B2 (en) * | 2006-04-25 | 2012-12-26 | 株式会社エビス | Unidirectional solidification method and apparatus |
-
2002
- 2002-04-04 JP JP2002102959A patent/JP2003290906A/en active Pending
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