[发明专利]一种大幅降低镍基高温合金中N元素含量的真空感应熔炼工艺

摘要

本发明涉及一种大幅降低镍基高温合金中N元素含量的真空感应熔炼工艺，属于合金熔炼技术领域。其首先将熔炼所需原材料中与N亲和力较低的元素Ni、Ta、Mo、Cr、Fe按顺序依次在坩埚中从下到上排布，加热熔化后进行超高温精炼脱N；精炼结束控制熔体降低到合适温度后依次加入强氮化物形成元素Nb、Ti、Al，再次进行熔化、精炼；最后控制熔体降低到一定温度时加入易烧损和易挥发的微量元素C、B、Zr，同时进行搅拌，直至合金液再次完全化清后进行浇注，完成合金熔炼。本发明具有非常显著和优异的脱N效果，与现有熔炼方法相比，采用本发明熔炼的镍基高温合金，N含量可以降低到6ppm以下，适用于对N含量要求较高的镍基高温合金母合金的工业化熔炼。

主权项

1.一种大幅降低镍基高温合金中N元素含量的真空感应熔炼工艺，其特征是步骤如下：（1）一次熔炼和精炼：将熔炼镍基高温合金原材料中与N亲和力较低的元素Ni、Ta、Mo、Cr、Fe一起进行第一次熔炼和精炼，降低N含量，在精炼过程中随炉取样测量熔体中的N含量，当N含量达到目标要求后结束第一次精炼；（2）二次熔炼和精炼：一次精炼结束后，停止送电直至合金液表面结膜并且凝固后，依次加入强氮化物形成元素Nb、Ti、Al，送电加热直至所加物料完全熔化后，进行第二次精炼，在精炼过程中随炉取样测量熔体中的N含量，当N含量达到目标要求后结束第二次精炼；（3）合金熔炼：二次精炼结束后，停止送电至合金液表面结膜后，对真空感应炉炉腔充氩气到1‑1.2kPa，加入易烧损和易挥发的微量元素0.02%‑0.08%C、0.002%‑0.006%B、0.015%‑0.05%Zr，同时进行搅拌，直至合金液再次完全化清后浇注，完成合金熔炼；一次熔炼前装入坩埚内的五种金属原料为与N亲合力较低的Ni、Ta、Mo、Cr和Fe，其排布和加入量为：以镍基高温合金原材料质量计，加入20%‑40%Ni、100%Ta、100%Mo、100%Cr、100%Fe、60%‑80%Ni。