[发明专利]一种用K417合金返回料熔炼K417G合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高温合金领域，特别提供了一种用K417合金返回料熔炼K417G合金的方法。

背景技术

K417G合金是在K417合金的基础上，降低5%Co和0.3%Ti研制而成的镍基铸造高温合金。它不仅具有K417合金密度小、塑性好、中温强度高等优点，而且价格便宜稳定性好，在850℃长时效后不析出б相。该合金具有良好的铸造性能，可铸成形状复杂的空心叶片。适合应用于950℃条件下工作的燃气涡轮叶片、导向叶片和其它高温用零件。

而K417合金中含有的Ni、Cr、Mo、Co等都属国家稀缺的昂贵元素，因此在保证使用质量和使用安全可靠的前提下，使用返回料已经成为非常必要。航空类铸造企业在K424、K403、K417等镍基高温合金的铸造产生过程中已经采用返回料合金进行铸件的生产，并已得到了广泛的应用。

而K417合金已大量应用与某老型号发动机中，由于发动机的更新换代，生产剩余的大量废铸件和浇冒口系统等返回料急需得到应用。K417合金和K417G合金元素相同，仅成分含量不同，因此能否采用K417合金返回料生产K417G合金已经成为生产过程中一个急待解决的问题。

发明内容                                       

本发明的目的在于提供一种用合金K417返回料熔炼K417G合金的方法，以解决以往K417合金返回料无法继续使用，造成的浪费问题。

本发明提供一种用K417合金返回料熔炼K417G合金的方法，该方法采用K417返回料先熔炼成合金锭，同时采用金属元素熔炼出一种中间合金，然后将K417返回料锭与中间合金共同熔炼成K417G合金，其特征在于：将K417返回料合金中Co的成分降低5%、Ti的成分降低0.3%，具体的熔炼步骤如下，

——熔炼K417合金：将K417合金返回料的表面进行吹砂清理后，采用真空感应炉熔炼成返回料一次料锭；

——熔炼中间合金：该中间合金的配料成分（wt%）如下，C 0.07~0.08、Al 4.92~5.30、Co 4.83~4.96、Cr 8.72~9.26、Mo 2.76~3.1、Zr 0.064~0.073、B 0.014~0.02、Ti 4.41~4.46、V 0.65~0.75、Ni 余量；取相应比例的以上元素放入真空感应炉内熔炼成中间合金锭；其中，中间合金的配料成分可以含有Fe、P、Si、Mn、S元素，且要求S＜0.01、P＜0.015、Si＜0.2、Mn＜0.2、Fe＜1.0；

——熔炼K417G合金：分别取上述的K417合金返回料一次料锭+中间合金锭各对等重量份混合，化学分析后加入调整成分补加元素，达到K417G合金后放入真空感应炉中进行熔炼，最终熔炼成K417G合金。 

其中，所述中间合金的熔炼具体工艺过程如下，

——化清阶段：按照中间合金成分配料后，从下至上依次装入约2/3Ni+1/6 C+全部Co+全部Mo+全部Cr+剩余Ni，然后对真空炉进行抽真空，当真空度≤0.67Pa时，开始对真空炉进行加热，同时继续对真空炉抽真空，钢液温度＜1530℃±10℃，真空度≤10.66Pa；

——精炼阶段：要求真空炉的真空度≤1.33Pa，钢液温度为1530℃±10℃时，降功率至80kW,再加入1/6 C,精练时间为20min～30min,停止加热，冷冻处理20min～30min； 

——合金化阶段1：对真空炉继续加热，真空度控制在≤0.67Pa，大功率冲膜后，缓慢加入合金化元素：当温度为1420℃～1450℃，降低功率至80kW，首先加入2/3C，待C全熔后依次加入V-Al、Al、Ti，整个加Al耗时2min～5min，再对感应炉进行加热至功率130kW进行搅拌，并倾动坩埚2～3次，当温度达到1550℃～1570℃，停止加热7min～8min；

——合金化阶段2：向真空炉内加入CrB和Zr元素后，继续加热，当温度达到1530℃～1560℃时，停止加热，冷冻处理30min～35min；

——浇注阶段：送电180kW，对真空炉继续加热冲膜，当钢液温度为1450℃±10℃时进行浇注，浇注速度在1min～2min，浇注后在真空炉内冷却10min～20min最终熔炼得到中间合金。