[发明专利]一种K418母合金真空感应熔炼元素控制方法

说明书

本发明公开了一种K418母合金真空感应熔炼熔炼元素控制方法，具体为：将K418母合金原料进行烘烤除湿；按照原材料加料顺序，在一定金属液温度和一定炉室内压力条件下分别对原料依次加入熔化、熔清，在取样调整化学成分浇注前，对金属液进行停电结膜操作，防止元素烧损；将金属液调整到一定温度和一定熔炼室压力条件下加入调料，调整金属液温度至浇注温度完成金属液浇注。本发明为K418合金在冶炼过程中对元素控制提供了一种新工艺，可以有效控制K418合金中易烧损元素，并且本发明操作简单，可行性高，应用范围广。

技术领域

本发明属于高温合金冶炼技术领域，具体涉及一种K418母合金真空感应熔炼元素控制方法。

背景技术

K418母合金是一种镍基沉淀强化铸造高温合金，主要用于制作航空、地面和海上燃气轮机的涡轮工作叶片、导向叶片和整铸涡轮，以及柴油机和汽油机增压涡轮。该合金中Al、Ti和Nb元素作为起沉淀强化的γ＇相的主要组成元素，Al、Ti和Nb元素含量之和高达7.8-9.9wt％，其中Al和Ti元素含量之和高达7％左右，Al和Ti元素作为活泼元素在真空感应熔炼过程中容易烧损而造成元素控制较为困难，如果Al和Ti元素控制不当，会引起该合金力学性能不稳定，甚至会导致力学性能不满足标准要求。该合金中B和Zr元素其含量较少但作为晶界强化元素不可或缺，在真空熔炼过程中这些微量元素如果控制不当会烧损较多，从而导致K418合金晶界比较薄弱，导致力学性能降低。因此，需要对K418母合金真空感应熔炼过程Al、Ti、B和Zr元素含量进行精确控制，从而使该合金制备出的部件力学性能稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种K418母合金真空感应熔炼元素控制方法，用以实现Al、Ti、B和Zr元素含量精确控制。

本发明所采用的技术方案是：一种K418母合金真空感应熔炼元素控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将碳、金属镍、金属铬、金属钼、金属铝、金属钛、金属铌、镍硼合金和金属锆原材料进行烘烤处理，在100-200℃温度下烘烤时间不小于3小时。

步骤2，按照原材料加料顺序，在一定金属液温度和一定炉室内压力条件下分别对原料依次加入熔化、熔清，在取样调整化学成分浇注前，对金属液进行停电结膜操作，防止元素烧损。

步骤3，将金属液温度调至1400-1480℃，熔炼室压力为5-10Pa条件下加入调料，调整金属液温度至1480-1510℃浇注。

本发明的特点还在于，

步骤2具体为：将与氧元素和氮元素结合力不强的原料与碳原料先加入进行熔炼，在一定温度和真空度条件下精炼一段时间使熔炼室内压力达到一定要求；然后在一定温度和压力条件下加入与氧元素或氮元素结合力较强的其他原材料；最后在一定温度和压力条件下加入与氧元素或氮元素亲和力最强且含量较少的其他原材料。

(1)加入镍、碳、钼和铬原料在熔炼室压力不大于20Pa时通电直至熔清，将温度调到精炼温度，与碳元素反应的精炼温度是1530-1550℃，精炼时间40-80min，精炼时熔炼室压力不大于5Pa，精炼完成后熔炼室压力不大于5Pa。

(2)在金属液温度1400-1480℃，熔炼室压力5-10Pa条件下加入铝、钛和铌原料熔清。

(3)在金属液温度1400-1480℃，熔炼室压力5-10Pa条件下加入镍硼合金和金属锆原料熔清，在取样检测调成分浇注前，金属液降温结膜。

本发明的有益效果是，

1.本发明为一种K418母合金真空感应熔炼元素控制提供一种新工艺，可以有效控制K418母合金中Al、Ti、Nb、B和Zr元素。

2.本发明操作简单，可行性高，应用范围广。