[发明专利]一种高温合金的制备方法

摘要

本发明旨在降低高温合金中元素氧和元素氮的含量，基于分步添加元素碳、多步精练的核心思想，通过合理设置布料、熔化、高温精炼和低温精炼以及深度脱氧的步骤，有效使得高温合金，尤其是镍基高温合金中氧、氮的含量降至极低的水平，从而有效提高了合金的综合性能，进而扩大了合金的应用范围和使用范畴。另外，本发明还提供了由该方法得到的合金以及该合金在各领域中的应用。

主权项

1.一种制备镍基高温合金的方法，所述镍基高温合金按重量百分比，其化学成分为：10.0~12.5%的Nb，15.5~17.5%的Cr，1.10~2.50%的W，0.24~0.36%的Al，0.16~0.72%的Ti，0.01~0.02%的C，0.01~0.016%的B，0.5~1.0%的Co，0.02~0.05%的Zr，0.04~0.08%的Mo，3‑10ppm的O，2‑10ppm的N，余量为Ni和不可避免的杂质；具体步骤如下：（1）布料：将占总碳量1/5‑1/4的碳布于坩埚底部，然后，将占总量1/4‑1/3的金属镍置于碳层之上，然后再添加占1/5‑1/4的碳置于金属镍之上，最后加入占总量1/4‑1/3的金属镍；（2）缓慢熔化：抽真空至真空度低于1Pa，采用小功率送电，功率为电源额定功率的20‑30%，当坩埚内金属料开始熔化时，加大送电功率至额定功率的80%‑100%并使炉料完全熔化；（3）高温精炼：保持真空度在1Pa以下，精炼温度1525‑1575℃，精炼时间15‑30min，高温精炼的目的在于使炉料中所生成的氧化物和氮化物在真空和高温条件下分解，一部分在真空条件下排出，一部分熔解在合金中，在随后的冷却期析出排除；（4）低温精炼：保持真空度在1Pa以下，降温至1475‑1500℃，添加占总碳量1/4‑1/3的碳，待碳熔清后，再添加Nb、Cr、W以及剩余的Ni，保温5‑10min；（5）合金化：保持真空度在1Pa以下，添加剩余量的碳，等熔清后添加其余的合金化元素Al、Ti、Co、Zr、Mo和B，再升温至1525‑1575℃，保温时间3‑5min；（6）自然冷却：保持真空度在1Pa以下，断电自然冷却，使合金自然冷却至完全凝固，该过程有利于合金中氧化物、氮化物以及游离态的氧、游离态的氮随温度下降时析出并排出；（7）深度脱氧：抽真空至真空度低于1Pa，采用小功率送电，功率为电源额定功率的20‑30%，当坩埚内合金重新开始熔化时，加入占合金重量0.02‑0.04%的镁镍合金进行深度脱氧，镁镍合金分三批次加入，当合金重新开始熔化时，首次加入总量1/4‑1/3的镁镍合金，此时保持送电功率为额定功率的20‑30%，加入后将送电功率提升至电源额定功率的50‑60%，再添加1/4‑1/3的镁镍合金，再保持20‑40s，最后将剩余量的镁镍合金加入，同时将送电功率降至电源额定功率的20‑30%，在整个过程中保持不断搅拌以利于充分反应；（8）浇注成型：保持真空度在1Pa以下，将温度升高至1500‑1525℃精炼3‑5min，然后降温至1400‑1450℃进行浇注成型，浇注过程中送电功率为额定功率的20‑30%。