[发明专利]一种GH690合金的制备工艺

说明书

本发明提供一种GH690合金的制备工艺，通过真空感应及电渣重熔的工艺路线进行GH690合金的冶炼，主要包括以下步骤：步骤S1：原材料预处理；步骤S2，加料；步骤S3，熔融；步骤S4，精炼；步骤S5，出钢浇注；步骤S6，电极表面精整；步骤S7：电渣重熔；通过精确控制熔炼期和精炼期时的真空度，降低坩埚内钢液的气体含量，同时有利于钢液中有害杂质元素的逸出；通过各阶段的严格控温，保证冶炼顺利进行，精炼前期采用高温精炼，促进钢液中的碳氧反应，加速气体的脱除；精炼后期降低温度，以减少活泼元素的烧损；出钢前温度控制保证了钢液在浇注时流动性合适，浇注后的合金电极经电渣重熔后，得到优质GH690合金。

技术领域

本发明属于合金生产技术领域，具体涉及一种GH690合金的制备工艺。

背景技术

GH690合金的美国牌号为Inconel 690，其主要化学成分如表1所示：

表1 GH690合金主要化学成分

GH690合金是一种铬含量为30％左右的镍基变形高温合金，该合金在不同温度的水溶液中均具有优良的耐应力腐蚀和抗晶间腐蚀性能，且具有较高的强度、良好的冶金稳定性及优良的加工性能等，非常适用于制造核工业中蒸汽发生器的传热管。

早期氮被认为是合金中的杂质元素，后来经过研究发现，在一定条件下，氮可以发挥合金化元素的作用，起到固溶强化和提高淬透性的作用，且氮化物会在晶界析出，提高晶界高温强度，增加合金的蠕变强度。GH690合金对氮含量的要求就非常严格，需要合金中氮含量保持在0.013～0.017之间，但是氮作为气体元素，在真空熔炼过程中非常容易损失，所以很难准确地控制合金中的氮含量。此外，GH690合金对氧、硫、磷等元素的要求也很高，现有技术很难做到在保证氮含量合适的情况下，将氧、硫、磷降低到一个极低的水平。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种GH690合金的制备工艺，通过该工艺制备得到的GH690合金各项成分均达标，且气体及有害元素成分含量极低。为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：

本发明实施例提供了一种GH690合金的制备工艺，包括以下步骤：

步骤S1：对原材料进行预处理，预处理后的原材料表面干燥、清洁、无尘、无油污；所述原材料包括：石墨碳、金属铬、纯铁、镍板、工业纯硅、金属锰、氮化铬、镍镁、镍钙、金属铝及金属钛；

步骤S2，加料：将镍板、石墨碳、金属铬、纯铁、工业纯硅通过侧加料的方式加入至真空感应炉坩埚中；

步骤S3，熔融：给电，原材料开始升温，同时将熔炼室的真空度抽至10Pa以下，待原材料熔清后，进行第一次测温，所述熔清温度控制为1500～1510℃，搅拌使得钢液成分均匀，并进行第一次取样及成分检测；

步骤S4，精炼：将所述熔炼室真空度抽至1Pa以下；精炼前期，将所述熔炼室升温至精炼前期温度，精炼30～40min，进行第二次取样检测及第二次测温；继续精炼60～70min，进行第三次取样检测及第三次测温，并调整钢液的温度；继续精炼60～70min，进行第四次取样检测，若成分含量未达到控制点，则进行调料，若成分含量达到控制点，则将熔炼室温度调至精炼后期温度并进行保温；

步骤S5，出钢浇注：将经步骤S4精炼后的钢液升温至出钢温度，持续向熔炼室中通入氩气，并进行第四次测温，向钢液中加入金属锰、氮化铬，搅拌均匀后继续加入镍镁、镍钙，并再次搅拌均匀，最后将钢液浇注出钢，得到GH690合金电极；

步骤S6，电极表面精整：将GH690合金电极进行头尾切除、表面磨光处理，以达到电渣重熔炉冶炼条件；

步骤S7：电渣重熔：在保护气氛电渣炉中对步骤S6精整后的电极进行电渣重熔，得到GH690合金锭。