[发明专利]一种高温合金母合金及其加工工艺

权利要求书

1.一种高温合金母合金，其特征在于，以元素成分质量百分含量计，Cr：20-21％，Fe：0.4-0.6％，Al：0.5-6％，Ti：0.5-6％，Mn：0.02-0.06％，Zr：0.3-0.6％，W：1-5％，Mo：2-5％，Nb：3-7％，C：0.02-0.05％，B：0.02-0.05％，稀土：0.3-0.7％，余量为Ni和微量杂质；

所述稀土中，按质量百分比包括以下组分：Eu：5-5.5％，Pr：12-15％，Y：3.5-5.5％，Tm：2-4％，Ac：6-10％，Nd：5.5-6.5％，Sm：10-13％，Ce：15-18％，Lu：10-15％，余量为La；

该高温合金母合金的加工工艺具体步骤如下：

第一步、原材料处理，将Ni、Cr、Fe、Al、Ti、Mn、W、Mo、Nb、Zr和稀土在混酸溶液中进行预处理，所述混酸溶液为体积浓度8％盐酸水溶液和体积浓度5％的乙酸水溶液按照体积比1：1-3混合而成，预处理时间为30-50min，然后将预处理后的原材料放入无水乙醇中进行超声处理，处理时间20-40min，超声处理后的原材料放入真空冷冻干燥机内，设置真空度为10-15Pa，先在-20℃下预冻1-2h，然后在-45℃下进行冻结，再于-5℃下进行水分升华，待含水率低于0.5％，升华结束，得到纯化原材料；

第二步、真空熔炼，将纯化原材料中与O、N亲和力较低的元素Ni、Cr、W、Mo、Nb和稀土加入真空感应炉的坩埚中，抽真空至5×10^-1Pa-5×10^-3Pa，进行熔炼，待金属完全熔化后，加入C，精炼20-40min，然后加入强氮化物和氧化物形成元素Mn、Fe、Al和Ti，加热至所加物料全部熔化，充氩气到0.01-0.06MPa，加入易烧损和易挥发的微量元素B和Zr，在1500-1700℃保温化清，然后使用独立电源进行电磁搅拌，搅拌频率在1500-2500Hz，搅拌功率200-300kW，搅拌30-40min；

第三步、脱氧脱硫，真空熔炼结束后，降温处理，期间充氩气5-30kPa，当温度达到合金液相线温度以上20-60℃时，由加料室加入脱氧脱硫剂，脱氧脱硫剂的添加量为Ni质量的1-5％，提高搅拌频率至2000-2500Hz，搅拌功率300-350kW，待温度达到合金液相线温度以上60-100℃时，开始精炼，精炼30-60min；

第四步、浇注成型，第三步精炼结束后，停电降温，同时抽真空至≤1.30Pa，在搅拌频率与搅拌功率与第三步相同的情况下，待温度达到合金液相线温度以上100-120℃时，进行浇注成型，得到高温合金母合金。

2.根据权利要求1所述的一种高温合金母合金，其特征在于，所述脱氧脱硫剂为钙镁基合金SiCaBaMgAl，其中Si含量35-45％，Ca含量10-12％，Ba含量10-12％，Mg含量15-18％，余量为Al。

3.根据权利要求1所述的一种高温合金母合金，其特征在于，所述真空感应炉的坩埚为纯度95％以上的氧化铝或者氧化镁坩埚。

4.根据权利要求1所述的一种高温合金母合金的加工工艺，具体包括如下步骤：

第一步、原材料处理，将Ni、Cr、Fe、Al、Ti、Mn、W、Mo、Nb、Zr和稀土在混酸溶液中进行预处理，所述混酸溶液为体积浓度8％盐酸水溶液和体积浓度5％的乙酸水溶液按照体积比1：1-3混合而成，预处理时间为30-50min，然后将预处理后的原材料放入无水乙醇中进行超声处理，处理时间20-40min，超声处理后的原材料放入真空冷冻干燥机内，设置真空度为10-15Pa，先在-20℃下预冻1-2h，然后在-45℃下进行冻结，再于-5℃下进行水分升华，待含水率低于0.5％，升华结束，得到纯化原材料；

第二步、真空熔炼，将纯化原材料中与O、N亲和力较低的元素Ni、Cr、W、Mo、Nb和稀土加入真空感应炉的坩埚中，抽真空至5×10^-1Pa-5×10^-3Pa，进行熔炼，待金属完全熔化后，加入C，精炼20-40min，然后加入强氮化物和氧化物形成元素Mn、Fe、Al和Ti，加热至所加物料全部熔化，充氩气到0.01-0.06MPa，加入易烧损和易挥发的微量元素B和Zr，在1500-1700℃保温化清，然后使用独立电源进行电磁搅拌，搅拌频率在1500-2500Hz，搅拌功率200-300kW，搅拌30-40min；

第三步、脱氧脱硫，真空熔炼结束后，降温处理，期间充氩气5-30kPa，当温度达到合金液相线温度以上20-60℃时，由加料室加入脱氧脱硫剂，脱氧脱硫剂的添加量为Ni质量的1-5％，提高搅拌频率至2000-2500Hz，搅拌功率300-350kW，待温度达到合金液相线温度以上60-100℃时，开始精炼，精炼30-60min；

第四步、浇注成型，第三步精炼结束后，停电降温，同时抽真空至≤1.30Pa，在搅拌频率与搅拌功率与第三步相同的情况下，待温度达到合金液相线温度以上100-120℃时，进行浇注成型，得到高温合金母合金。