[发明专利]镍铬钨钼钴铁中间合金及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了镍铬钨钼钴铁中间合金及其制备方法和应用，其中镍铬钨钼钴铁中间合金以高温合金废料为原料，通过控制W、Mo、Co等含量，辅以Fe、Cr和Ni基体元素平衡控制，采用感应炉及AOD炉冶炼，严格控制O、N含量，同时将C、Nb、Al、Ti、B、Ce、Zr、La控制在较低水平，从而获得能制备N06230、N08120等高温合金的镍铬钨钼钴铁中间合金，解决了高温合金生产过程产生的含有W、Mo、Co以及B、Ce、Zr等的废料无法循环利用的问题。

技术领域

本发明涉及镍基合金领域，尤其涉及一种镍铬钨钼钴铁中间合金及其制备方法和应用。

背景技术

高温合金作为一类以铁、镍、铬、钴为基，加入W、Mo、Al、Ti、Nb大量强化元素和B、Ce、Zr等微量元素，而形成的能在600℃及以上高温抗氧化或抗腐蚀，并能在一定应力作用下长时间工作的金属材料，其相比于传统金属而言，在性能上具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的抗疲劳性能、抗蠕变性能、断裂韧性、塑性、组织稳定性等综合性能以及高的纯洁度和可靠性；由于高温合金自耗钢锭、棒材、锻件等在生产过程中会有大量的车屑、磨屑及料头等废料产生，块状废料比较容易回收作为返回料重新冶炼，但是废料中含有W、Mo、Co、Al、Ti、Nb等元素，部分废料中还含有B、Ce、Zr、V等微量元素，因此块状废料在异钢种中使用难度比较大，而车屑类废料使用难度更大，因为含有油污、冷却液以及不可避免的混入其它合金的废料，造成成分无法准确预测，给使用带来更大困难，故高温合金生产企业这类W、Mo、Co、Al、Ti、Nb类废料经常积压，大量的贵金属原料无法循环利用，占用大量资金资源。

鉴于上述情况，亟待研发一种合金及其制备方法，能够高温合金生产过程产生的含有W、Mo、Co以及B、Ce、Zr等的废料为原料，尤其是车削类等返回料，解决此类高温合金废料无法循环利用的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种镍铬钨钼钴铁中间合金及其制备方法和应用，以高温合金废料作为原料，通过控制W、Mo、Co等含量，辅以Fe、Cr和Ni基体元素平衡控制，采用中频感应炉以及AOD炉冶炼，不仅严格控制了O、N的含量，同时还将C、Nb、Al、Ti、B、Ce、Zr、La控制在较低水平，从而制得能够应用于N06230、N08120等合金制备的镍铬钨钼钴铁中间合金，解决了高温合金生产过程产生的含有W、Mo、Co以及B、Ce、Zr等的废料无法循环利用的问题，提高了资源利用率。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明的第一方面提供一种镍铬钨钼钴铁中间合金，包括按重量百分比计的如下成分：Cr:10～30％、W：1.0～3.0％、Mo：2.0～8.0％、Co：2.5～3.0％、Fe：3.5～8.0％、C≤0.02％、Mn≤0.5％、Si≤0.40％、Nb≤0.10％、Al≤0.10％、Ti≤0.10％、V≤0.01％、Cu≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.001％、N≤0.02％、O≤0.001％、B≤0.001％、Ce≤0.0005％、Zr≤0.0005％、La≤0.0005％、余量为Ni和不可避免的杂质。

优选地，所述镍铬钨钼钴铁中间合金包括按重量百分比计的如下成分：Cr:15～30％、W：1.5～3.0％、Mo：2.0～6.0％、Co：2.5～3.0％、Fe：3.5～8.0％、C≤0.02％、Mn≤0.4％、Si≤0.40％、Nb≤0.02％、Al≤0.02％、Ti≤0.02％、V≤0.01％、Cu≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.001％、N≤0.02％、O≤0.001％、B≤0.0005％、Ce≤0.0005％、Zr≤0.0005％、La≤0.0005％，余量为Ni。

本发明的第二方面提供一种本发明第一方面所述的镍铬钨钼钴铁中间合金的制备方法，包括以下步骤：

S1，以高温合金废料作为原料，根据镍铬钨钼钴铁中间合金的目标成分进行配料，然后采用感应炉进行化料，待原料全部熔清后，配入C元素，当温度达到1550℃时，将钢水转入钢包中；