RU2696625C1 - Production method of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys - Google Patents

Production method of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2696625C1
RU2696625C1 RU2019111796A RU2019111796A RU2696625C1 RU 2696625 C1 RU2696625 C1 RU 2696625C1 RU 2019111796 A RU2019111796 A RU 2019111796A RU 2019111796 A RU2019111796 A RU 2019111796A RU 2696625 C1 RU2696625 C1 RU 2696625C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
calcium
rare
melt
metal
amount
Prior art date
Application number
RU2019111796A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Каблов
Виктор Васильевич Сидоров
Александр Валерьевич Горюнов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2019111796A priority Critical patent/RU2696625C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2696625C1 publication Critical patent/RU2696625C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting

Landscapes

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

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly, to production of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys, and can be used in production of blanks for casting articles, mainly, single-crystal working blades of gas turbine engines. Method for production of carbon-free foundry heat-resistant alloys on nickel base includes melting of metal stock consisting of wastes, high-temperature refining of melt in vacuum at temperature 1,500–1,700 °C, introduction of calcium and at least one rare-earth metal. High-temperature refining is carried out for 10 to 20 minutes, calcium and at least one rare-earth metal is introduced in two steps, at first of which calcium is introduced into melt in amount of 0.025–0.10 % of metal charge weight under inert gas pressure of 40–100 mm Hg, vacuum is created and at least one rare-earth metal is introduced in amount of 0.001–0.05 % of metal charge mass. At the second step, calcium is added to the melt in vacuum in amount of 0.005–0.02 % of the weight of the metal charge and at least one rare-earth metal in amount of 0.06–0.50 % of the weight of the metal charge.
EFFECT: higher heat resistance of obtained alloy due to reduced content of harmful impurities of oxygen, nitrogen and sulfur.
4 cl, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля с применением различного вида отходов, и может быть использовано при получении литых прутковых (шихтовых) заготовок для литья изделий, преимущественно монокристаллических рабочих лопаток газотурбинных двигателей, секторов статора, створок реактивного сопла и др.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of carbon-free casting heat-resistant nickel-based alloys using various types of waste, and can be used to produce cast bar (charge) billets for casting products, mainly single-crystal working blades of gas turbine engines, stator sectors, sashes jet nozzle, etc.

В качестве отходов могут применяться как отходы литейного производства (литники, литниковые чаши, бракованные лопатки), так и утилизированные детали, отработавшие ресурс в газотурбинном двигателе.As waste can be used as foundry waste (sprues, sprue bowls, defective blades), and disposed parts that have spent their resources in a gas turbine engine.

Отходы загрязнены примесями, неметаллическими включениями (оксидами, нитридами, сульфидами и др.) и содержат повышенное количество газов (кислорода и азота). Между тем, получить высококачественные лопатки с бездефектной монокристаллической структурой возможно только при использовании для их отливки металла с ультранизким содержанием в них вредных примесей кислорода, азота и серы.The waste is contaminated with impurities, non-metallic inclusions (oxides, nitrides, sulfides, etc.) and contain an increased amount of gases (oxygen and nitrogen). Meanwhile, it is possible to obtain high-quality blades with a defect-free single-crystal structure only if metal with ultra-low content of harmful impurities of oxygen, nitrogen and sulfur is used for casting them.

Отличительной особенностью безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов является то, что углерод в них является вредной примесью, так как образует карбиды в монокристаллах, которые являются зародышами для образования равноосных зерен. Его остаточное содержание в сплаве не должно превышать 0,008%.A distinctive feature of carbon-free casting heat-resistant alloys is that carbon in them is a harmful impurity, since it forms carbides in single crystals, which are the nuclei for the formation of equiaxed grains. Its residual content in the alloy should not exceed 0.008%.

Известен способ получения безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, включающий расплавление в вакууме шихтовых материалов, проведение обезуглероживающего рафинирования расплава в 2 стадии в атмосфере инертного газа, введение хрома и активных легирующих металлов, рафинирование расплава кальцием и редкоземельными металлами в вакууме, в котором шихтовые материалы содержат до 70% отходов безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, которые присаживают после введения хрома, а перед рафинированием кальцием и редкоземельными металлами расплав нагревают до температуры, превышающей температуру ликвидус сплава не менее, чем на 250°С с последующей выдержкой при этой температуре (RU 2274671 С1, 05.10.2004).A known method of producing carbon-free casting heat-resistant nickel-based alloys, including melting in a vacuum charge materials, decarburizing the melt in 2 stages in an inert gas atmosphere, introducing chromium and active alloying metals, refining the melt with calcium and rare-earth metals in a vacuum, in which charge materials contain up to 70% of waste from carbon-free casting heat-resistant nickel-based alloys that are seated after the introduction of chromium, and before refining, ltsiem and rare earth metals melt is heated to a temperature above the liquidus temperature of the alloy is not less than 250 ° C, followed by holding at this temperature (RU 2274671 C1, 05.10.2004).

Недостатком данного способа является невозможность использования при плавке 100% отходов и невозможность обеспечения в сплаве низкого содержания вредных примесей (кислорода, азота и серы менее 0,001% каждого), которое требуется для получения монокристаллических отливок с высоким выходом годного.The disadvantage of this method is the inability to use 100% waste during smelting and the inability to provide a low content of harmful impurities in the alloy (oxygen, nitrogen and sulfur less than 0.001% each), which is required to obtain single crystal castings with a high yield.

Известен способ производства безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающий расплавление в вакууме чистых шихтовых материалов, обезуглероживающее рафинирование расплава в вакууме с введением окислителя в атмосфере инертного газа с последующим введением в вакууме хрома, активных легирующих элементов, редкоземельных металлов (РЗМ) и рафинирование кальцием, в котором после обезуглероживающего рафинирования в расплав вводят до 40% отходов литейных жаропрочных сплавов, а рафинирование кальцием осуществляют введением кальция в виде лигатуры никель-кальций в три стадии: 1-ую стадию - после введения отходов, 2-ю стадию - после введения хрома, а 3-ю стадию рафинирования совмещают с введением РЗМ (RU 2310004 С2, 10.11.2007).A known method for the production of carbon-free casting heat-resistant nickel-based alloys, including melting in a vacuum pure charge materials, decarburizing melt refining in a vacuum with the introduction of an oxidizing agent in an inert gas atmosphere, followed by the introduction of chromium, active alloying elements, rare earth metals (REM) and rare-earth metals in vacuum in which, after decarburization refining, up to 40% of waste products of casting heat-resistant alloys are introduced into the melt, and calcium refining is carried out the introduction of calcium in the form of a nickel-calcium ligature in three stages: the first stage - after the introduction of waste, the second stage - after the introduction of chromium, and the third stage of refining is combined with the introduction of rare-earth metals (RU 2310004 C2, 10.11.2007).

Недостатком способа является строгое ограничение количества вводимых отходов и недостаточно полная очистка сплавов от неметаллических включений (оксидов и нитридов).The disadvantage of this method is the strict limitation of the amount of input waste and insufficiently complete cleaning of alloys from non-metallic inclusions (oxides and nitrides).

Известен способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающий расплавление металлошихты, состоящей из отходов, рафинирование ее в вакууме при температуре расплава 1500-1700°С и присадку РЗМ в количестве 0,015-0,20% от массы металлошихты, в котором при рафинировании металлошихты вводят 0,001-0,05% углерода от ее массы и осуществляют циклическую обработку расплава путем нагрева и охлаждения, при соотношении продолжительности нагрева и охлаждения в цикле (0,5-1,0):(1,0-1,5), а перед присадкой РЗМ вводят кальций и/или магний (RU 2392338 С1, 20.06.2010).A known method for producing casting heat-resistant nickel-based alloys, including the melting of a metal charge consisting of waste, refining it in vacuum at a melt temperature of 1500-1700 ° C and an additive REM in the amount of 0.015-0.20% by weight of the metal charge, in which when refining a metal charge 0.001-0.05% carbon of its mass is introduced and the melt is cycled by heating and cooling, with a ratio of heating and cooling durations in the cycle (0.5-1.0) :( 1.0-1.5), and before the additive REM calcium and / or magnesium is introduced (RU 2392338 C1, 20.06 .2010).

Данный способ рафинирования не может применяться для получения безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов, в которых углерод является вредной примесью.This refining method cannot be used to obtain carbon-free casting heat-resistant alloys in which carbon is a harmful impurity.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающий загрузку и расплавление отходов литейного производства никелевых сплавов, рафинирование отходов в вакууме и введение РЗМ. Рафинирование отходов осуществляют в вакууме 3⋅10-2-10-3 мм рт. ст.при температуре расплава 1500-1700°С в течение 2-8 мин, а РЗМ вводят в количестве 0,015-0,20% от массы отходов. В качестве РЗМ можно использовать один или несколько элементов из группы: церий, иттрий, лантан, скандий (RU 2190680 С1, 10.10.2002).The closest analogue of the proposed method is a method for producing casting heat-resistant nickel-based alloys, which includes loading and melting waste from the foundry of nickel alloys, refining waste in vacuum and introducing rare-earth metals. Refining of waste is carried out in a vacuum of 3⋅10 -2 -10 -3 mm RT. Art. at a melt temperature of 1500-1700 ° C for 2-8 minutes, and rare-earth metals are introduced in an amount of 0.015-0.20% by weight of the waste. As REM, one or several elements from the group can be used: cerium, yttrium, lanthanum, scandium (RU 2190680 C1, 10/10/2002).

Недостатком способа-прототипа является неполное удаление из сплавов вредных примесей кислорода, азота и серы (остаточное содержание кислорода 0,0008-0,0015%, азота - 0,0007-0,0012%), серы -0,0007-0,0012%), что вызывает понижение жаропрочности (времени до разрушения при испытании на длительную прочность), а также снижение выхода годного при отливке деталей с монокристаллической структурой.The disadvantage of the prototype method is the incomplete removal from the alloys of harmful impurities of oxygen, nitrogen and sulfur (residual oxygen content of 0.0008-0.0015%, nitrogen - 0.0007-0.0012%), sulfur -0.0007-0.0012 %), which causes a decrease in heat resistance (time to failure during testing for long-term strength), as well as a decrease in yield when casting parts with a single-crystal structure.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение содержания вредных примесей кислорода, азота и серы и, как следствие, повышение жаропрочности получаемого сплава, а также выхода годного монокристаллов.The technical result of the invention is to reduce the content of harmful impurities of oxygen, nitrogen and sulfur and, as a result, increase the heat resistance of the resulting alloy, as well as the yield of single crystals.

Технический результат достигается предложенным способом производства безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающим расплавление состоящей из отходов металлошихты, высокотемпературное рафинирование расплава в вакууме при температуре 1500-1700°С, введение по меньшей мере одного редкоземельного металла, при этом после высокотемпературного рафинирования в течение от 10 до 20 мин в расплав вводят кальций в количестве 0,025-0,10% от массы металлошихты под давлением инертного газа 40-100 мм рт. ст., создают вакуум и вводят по меньшей мере один редкоземельный металл в количестве 0,001-0,10%) от массы металлошихты, затем под вакуумом в расплав последовательно вводят кальций в количестве 0,005-0,02% от массы металлошихты и по меньшей мере один редкоземельный металл в количестве 0,01-0,50%) от массы металлошихты.The technical result is achieved by the proposed method for the production of carbon-free casting heat-resistant nickel-based alloys, including the melting of waste metal, high-temperature refining of the melt in vacuum at a temperature of 1500-1700 ° C, the introduction of at least one rare-earth metal, while after high-temperature refining for from 10 to 20 min, calcium is introduced into the melt in an amount of 0.025-0.10% by weight of the metal charge under an inert gas pressure of 40-100 mm Hg. Art., create a vacuum and introduce at least one rare-earth metal in an amount of 0.001-0.10%) by weight of the metal charge, then, in a vacuum, calcium in the amount of 0.005-0.02% of the weight of the metal charge and at least one rare earth metal in an amount of 0.01-0.50%) by weight of the metal charge.

В предлагаемом способе возможно использовать металлошихту, содержащую до 100%) отходов жаропрочных сплавов на основе никеля литейного производства и/или утилизированные детали после окончания эксплуатации.In the proposed method, it is possible to use a metal charge containing up to 100%) waste of heat-resistant alloys based on nickel foundry and / or recycled parts after the end of operation.

В качестве не менее одного редкоземельного металла в расплав предпочтительно вводить церий и/или лантан и/или иттрий и/или празеодим и/или неодим и/или скандий и/или диспрозий в виде гранул лигатуры никель-редкоземельный металл.As at least one rare earth metal, it is preferable to introduce cerium and / or lanthanum and / or yttrium and / or praseodymium and / or neodymium and / or scandium and / or dysprosium in the form of granules of a nickel-rare earth metal ligature into the melt.

Кальций предпочтительно вводить в расплав в виде гранул лигатуры никель-кальций.Calcium is preferably introduced into the melt in the form of granules of a nickel-calcium ligature.

Экспериментально установлено, что комплексное последовательное введение в расплав заявленных количеств кальция и редкоземельных металлов в две стадии и при указанных режимах позволяет более эффективно очистить расплав от примесей, чем при их введении в одну стадию, и тем самым обеспечить получение в сплавах более низкого содержания кислорода, азота и серы и, как следствие, повысить жаропрочность сплава и выход годного монокристаллов.It was experimentally established that the complex sequential introduction of the declared amounts of calcium and rare-earth metals into the melt in two stages and under the indicated conditions allows more efficient purification of the melt from impurities than when they are introduced in one stage, and thereby ensure that the alloys have a lower oxygen content, nitrogen and sulfur and, as a result, increase the heat resistance of the alloy and the yield of single crystals.

На 1-ой стадии проводится предварительное рафинирование расплава от примесей за счет введения, в основном, повышенного количества кальция, а на 2-ой стадии проводится окончательное рафинирование расплава за счет введения, в основном, повышенного количества редкоземельного(-ых) металла(-ов).At the first stage, the preliminary refining of the melt from impurities is carried out due to the introduction of, mainly, an increased amount of calcium, and at the second stage, the final refinement of the melt is carried out due to the introduction of, mainly, an increased amount of rare-earth metal (s) )

Кальций предпочтительно вводить в расплав в виде гранул лигатуры никель-кальций. Металлический кальций имеет высокую упругость пара (1,6 атм. при 1600°С) и поэтому интенсивно испаряется при плавке в вакууме. При введении кальция в виде лигатуры с никелем его активность снижается и испарение уменьшается, что позволяет более полно проводить рафинирование расплава от вредных примесей.Calcium is preferably introduced into the melt in the form of granules of a nickel-calcium ligature. Calcium metal has a high vapor pressure (1.6 atm. At 1600 ° C) and therefore intensively evaporates when melted in a vacuum. With the introduction of calcium in the form of a ligature with nickel, its activity decreases and evaporation decreases, which allows more complete refinement of the melt from harmful impurities.

Для дополнительного снижения скорости испарения кальция из расплава лигатуру кальция с никелем вводят под давлением инертного газа 40-100 мм рт. ст. Такой диапазон давления инертного газа был установлен опытным путем при проведении плавок, что позволяет максимально понизить скорость испарения кальция из расплава. При повышении давления инертного газа свыше 100 мм рт. ст. скорость испарения кальция из расплава практически не изменилась.To further reduce the rate of evaporation of calcium from the melt, a calcium ligature with nickel is introduced under an inert gas pressure of 40-100 mm Hg. Art. Such an inert gas pressure range was established experimentally during melting, which allows to reduce the rate of evaporation of calcium from the melt as much as possible. With increasing inert gas pressure above 100 mm RT. Art. the rate of evaporation of calcium from the melt practically did not change.

В отличие от первой стадии, на второй стадии количество вводимого кальция существенно меньше и поэтому его испарение даже в условиях вакуума незначительно.Unlike the first stage, in the second stage, the amount of calcium introduced is significantly less and therefore its evaporation even under vacuum is insignificant.

При продолжительности высокотемпературного рафинирования в течение 10-20 минут отмечается максимальная степень рафинирования расплава от примесей. При уменьшении продолжительности менее 10 минут рафинирование расплава происходит недостаточно полно, а при увеличении продолжительности более 20 минут наблюдается взаимодействие расплава с материалом керамического плавильного тигля, восстановление и переход примесей, содержащихся в керамике тигля, в расплав.With the duration of high-temperature refining for 10-20 minutes, the maximum degree of refining of the melt from impurities is noted. With a decrease in the duration of less than 10 minutes, the refining of the melt does not occur fully enough, and with an increase in the duration of more than 20 minutes, the interaction of the melt with the material of the ceramic melting crucible is observed, and the impurities contained in the ceramic of the crucible are restored and transferred to the melt.

Предлагаемый способ позволяет получать в литейных жаропрочных сплавах на никелевой основе содержание кислорода, азота и серы ≤ 0,0007% каждого. Тем самым устраняется вероятность образования в монокристаллах безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов оксидов, нитридов и сульфидов, которые являются зародышами для образования равноосных зерен и источником зарождения микротрещин в условиях высокотемпературной ползучести и усталостных нагрузок. В результате повышаются жаропрочные свойства сплавов и выход годного по монокристаллам.The proposed method allows to obtain oxygen, nitrogen and sulfur contents of ≤ 0,0007% each in casting heat-resistant nickel-based alloys. This eliminates the likelihood of the formation of carbon-free, heat-resistant nickel alloys in single crystals of oxides, nitrides, and sulfides, which are nuclei for the formation of equiaxed grains and a source of microcrack nucleation under conditions of high-temperature creep and fatigue loads. As a result, the heat-resistant properties of alloys and the yield of single crystals increase.

Примеры осуществления.Examples of implementation.

Предлагаемым способом осуществили выплавку безуглеродистого литейного жаропрочного сплава на основе никеля системы Ni-Co-Cr-W-Mo-Al-Ta-Ru-Re. Всего было выплавлено 3 плавки. Плавки проводили в вакуумной индукционной печи в тигле емкостью 20 кг. При проведении плавок применяли отходы как литейного производства, так и утилизированные детали после окончания эксплуатации. Для сравнения выплавили одну плавку того же сплава с применением отходов литейного производства способом-прототипом. Все плавки проводили с использованием 100% отходов.The proposed method carried out the smelting of a carbon-free casting heat-resistant alloy based on nickel of the Ni-Co-Cr-W-Mo-Al-Ta-Ru-Re system. In total, 3 heats were smelted. The melts were carried out in a vacuum induction furnace in a crucible with a capacity of 20 kg. When conducting smelting, both foundry waste and recycled parts were used after the end of operation. For comparison, one smelting of the same alloy was smelted using foundry waste using the prototype method. All swimming trunks were carried out using 100% waste.

Технологические параметры плавок указаны в таблице 1.Technological parameters of the heats are listed in table 1.

Затем полученные слитки переплавили в установке направленной кристаллизации и получили заготовки диметром 16 мм и длиной 180 мм с монокристаллической структурой и осевой ориентацией, близкой к кристаллографической ориентации<001>.Then, the obtained ingots were remelted in a directional crystallization apparatus and billets with a diameter of 16 mm and a length of 180 mm were obtained with a single-crystal structure and an axial orientation close to the crystallographic orientation <001>.

Далее из этих заготовок изготовили образцы и провели их испытания на длительную прочность на испытательной машине Kappa50LA фирмы Zwick по ГОСТ 10145. От каждой плавки было испытано по два образца.Further, samples were made from these blanks and tested for long-term strength on a Zappick Kappa50LA testing machine according to GOST 10145. Two samples were tested from each heat.

В полученном металле контролировали содержание примесей кислорода, азота и серы методом газового анализа на газоанализаторах LECO CS600 и LECO ТС600.In the obtained metal, the content of oxygen, nitrogen and sulfur impurities was controlled by gas analysis on gas analyzers LECO CS600 and LECO TC600.

Полученные результаты по содержанию примесей, времени до разрушения при испытании на длительную прочность и выходу годного по монокристаллам приведены в таблице 2.The results obtained on the content of impurities, time to failure during testing for long-term strength and yield by single crystals are shown in table 2.

Из таблицы 2 видно, что на плавках 1-3, выплавленных по предлагаемому способу, получены пониженные значения содержания кислорода (0,0004-0,0007%), азота (0,0002-0,0005%) и серы (0,0001-0,0005%) в сравнении с металлом, выплавленным способом-прототипом (кислорода - 0,0015%; азота - 0,0015%; серы - 0,0012%). Жаропрочные свойства сплава (время до разрушения при испытании на длительную прочность), полученного предлагаемым способом, повысились в 1,5-1,9 раз, а выход годного по монокристаллам повысился в 1,25-1,35 раз.From table 2 it is seen that in swimming trunks 1-3, smelted by the proposed method, lower values of oxygen (0.0004-0.0007%), nitrogen (0.0002-0.0005%) and sulfur (0.0001 -0,0005%) in comparison with the metal smelted by the prototype method (oxygen - 0.0015%; nitrogen - 0.0015%; sulfur - 0.0012%). The heat-resistant properties of the alloy (time to failure during the long-term strength test) obtained by the proposed method increased by 1.5-1.9 times, and the yield by single crystals increased by 1.25-1.35 times.

Предлагаемое изобретение обеспечивает использование при плавке 100% до отходов, что позволяет сэкономить дорогостоящие шихтовые материалы (кобальт, никель, тантал, рутений, рений, вольфрам и др.) и снизить стоимость готовой продукции (лопаток турбины газотурбинных двигателей и других деталей) из литейных жаропрочных сплавов на 30-50%, а также повысить жаропрочные свойства сплавов и тем самым повысить ресурс и надежность работы газотурбинных двигателей.The present invention provides for the use of 100% waste in smelting, which saves expensive charge materials (cobalt, nickel, tantalum, ruthenium, rhenium, tungsten, etc.) and reduces the cost of finished products (turbine blades of gas turbine engines and other parts) from heat-resistant castings alloys by 30-50%, and also increase the heat-resistant properties of alloys and thereby increase the resource and reliability of gas turbine engines.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (4)

1. Способ производства безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающий расплавление состоящей из отходов металлошихты, высокотемпературное рафинирование расплава в вакууме при температуре 1500-1700°С, введение кальция и по меньшей мере одного редкоземельного металла, отличающийся тем, что высокотемпературное рафинирование проводят в течение от 10 до 20 мин, кальций и по меньшей мере один редкоземельный металл вводят в две стадии, на первой из которых в расплав вводят кальций в количестве 0,025-0,10% от массы металлошихты под давлением инертного газа 40-100 мм рт.ст., создают вакуум и вводят по меньшей мере один редкоземельный металл в количестве 0,001-0,05% от массы металлошихты, на второй стадии под вакуумом в расплав последовательно вводят кальций в количестве 0,005-0,02% от массы металлошихты и по меньшей мере один редкоземельный металл в количестве 0,06-0,50% от массы металлошихты.1. A method for the production of carbon-free casting heat-resistant nickel-based alloys, including the melting of waste metal, high-temperature refining of the melt in vacuum at a temperature of 1500-1700 ° C, the introduction of calcium and at least one rare-earth metal, characterized in that the high-temperature refining is carried out for 10 to 20 minutes, calcium and at least one rare-earth metal are introduced in two stages, at the first of which calcium is introduced into the melt in the amount of 0.025-0.10% by weight of the metal yields under an inert gas pressure of 40-100 mm Hg, create a vacuum and at least one rare-earth metal is introduced in an amount of 0.001-0.05% by weight of the metal charge, in the second stage, in an amount of 0.005 - calcium is successively introduced into the melt under vacuum. 0.02% by weight of the metal charge and at least one rare-earth metal in an amount of 0.06-0.50% by weight of the metal charge. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют металлошихту, содержащую до 100% отходов жаропрочных сплавов на основе никеля литейного производства и/или утилизированные детали после окончания эксплуатации.2. The method according to p. 1, characterized in that a metal charge containing up to 100% waste of heat-resistant alloys based on nickel foundry and / or disposed parts after use is used. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве по меньшей мере одного редкоземельного металла в расплав вводят церий, лантан, иттрий, празеодим, неодим, скандий или диспрозий в виде гранул лигатуры никель-редкоземельный металл.3. The method according to p. 1, characterized in that cerium, lanthanum, yttrium, praseodymium, neodymium, scandium or dysprosium are introduced into the melt as at least one rare-earth metal in the form of granules of a nickel-rare-earth metal ligature. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кальций вводят в расплав в виде гранул лигатуры никель-кальций.4. The method according to p. 1, characterized in that calcium is introduced into the melt in the form of granules of ligature nickel-calcium.
RU2019111796A 2019-04-18 2019-04-18 Production method of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys RU2696625C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111796A RU2696625C1 (en) 2019-04-18 2019-04-18 Production method of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111796A RU2696625C1 (en) 2019-04-18 2019-04-18 Production method of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696625C1 true RU2696625C1 (en) 2019-08-06

Family

ID=67586808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019111796A RU2696625C1 (en) 2019-04-18 2019-04-18 Production method of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696625C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3218156A (en) * 1963-10-16 1965-11-16 Howe Sound Co Process for vacuum deoxidation of alloys
RU2190680C1 (en) * 2001-07-12 2002-10-10 Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Method for producing castable refractory nickel-base alloys
RU2310004C2 (en) * 2005-12-20 2007-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method for producing carbon-free nickel-base refractory alloys for casting
RU2541330C1 (en) * 2013-10-03 2015-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of fabrication castable refractory nickel-based alloys (versions)
RU2682266C1 (en) * 2017-12-25 2019-03-18 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of manufacture of nickel-based high-temperature alloys (options)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3218156A (en) * 1963-10-16 1965-11-16 Howe Sound Co Process for vacuum deoxidation of alloys
RU2190680C1 (en) * 2001-07-12 2002-10-10 Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Method for producing castable refractory nickel-base alloys
RU2310004C2 (en) * 2005-12-20 2007-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method for producing carbon-free nickel-base refractory alloys for casting
RU2541330C1 (en) * 2013-10-03 2015-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of fabrication castable refractory nickel-based alloys (versions)
RU2682266C1 (en) * 2017-12-25 2019-03-18 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of manufacture of nickel-based high-temperature alloys (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111187946B (en) Nickel-based wrought superalloy with high aluminum content and preparation method thereof
JP4024303B2 (en) Nickel-based superalloy
KR102616983B1 (en) Processes for producing low nitrogen, essentially nitride-free chromium and chromium plus niobium-containing nickel-based alloys and the resulting chromium and nickel-based alloys
CN110408816B (en) Nickel-boron-carbon intermediate alloy and preparation method thereof
US4765850A (en) Single crystal nickel-base super alloy
CN109022925B (en) Method for reducing Laves phase in nickel-based superalloy steel ingot
CN111455220A (en) Third-generation nickel-based single crystal superalloy with stable structure and preparation method thereof
RU2572117C1 (en) Method of production of superalloys based on nickel and alloyed by rare-earth metals
RU2618038C2 (en) Method for obtaining a heat-resistant alloy based on niobium
RU2398905C1 (en) Procedure for production of heat resistant nickel alloys by metal wastes processing
CN109536775A (en) A kind of high-temperature titanium alloy and preparation method thereof
Sidorov et al. Removal of a sulfur impurity from complex nickel melts in vacuum
CN113862520B (en) GH4720Li high-temperature alloy for aero-engine forged blade, preparation method and application thereof, and alloy ingot
RU2541330C1 (en) Method of fabrication castable refractory nickel-based alloys (versions)
Huang et al. Effect of small amounts of nitrogen on properties of a Ni-based superalloy
RU2696625C1 (en) Production method of carbon-free foundry heat-resistant nickel-based alloys
JP2012526202A (en) ESR melting method of NiTi alloy
RU2392338C1 (en) Method of heat-resistant nickel-based cast alloy obtainment
RU2682266C1 (en) Method of manufacture of nickel-based high-temperature alloys (options)
RU2274671C1 (en) Method of production of the carbon-free casting high-temperature alloys
CN116875844B (en) Disk-shaft integrated turbine disk and preparation method thereof
RU2344186C2 (en) Method of production of cast heat resistant alloys on nickel base (versions)
RU2353688C1 (en) Melting method of carbon-free foundry heat-resistant alloys on basis of nickel
EP1038982A1 (en) Single crystal superalloy articles with reduced grain recrystallization
CN112481562B (en) Heat treatment method for selective laser melting forming of nickel-based high-temperature alloy