一种含镁合金的制备方法技术

本发明专利技术涉及合金熔炼领域，公开了一种含镁合金的制备方法，该方法包括如下步骤，1)将Mg和Ni在熔炼炉中进行熔炼，得到镍镁合金；2)将熔炼原料进行真空感应熔炼，在真空感应熔炼出钢前15‑25分钟内，添加步骤1)中得到的镍镁合金，并浇注电极；3)将步骤2)得到的电极进行真空自耗重熔。本发明专利技术提供的方法通过改变Mg的原材料形式，优化冶炼、浇注工艺参数进行，提高Mg含量，保证收得率，进而获得Mg元素含量合格的钢锭，进而生产出合格的高温合金产品，提高产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金熔炼领域，具体地，涉及一种含镁合金的制备方法。
技术介绍
金属镁是一种银白色有金属光泽的金属，不溶于水、碱液，溶于酸，熔点为648℃，沸点为1107℃，密度为1740kg/m3；在真空感应熔炼时，Mg易挥发，收得率低，成分控制困难。而众多的高温合金中有Mg含量的要求，尤其是GH4133B合金对Mg元素含量要求为：0.001-0.01重量％，因而给冶炼时Mg元素含量控制带来了困难，急需解决，才能生产出合格的产品，以创造更多的价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种合金熔炼中控制Mg含量的方法，该方法通过改变Mg的原材料形式，优化冶炼、浇注工艺参数进行，提高Mg含量，保证收得率，可以精确控制成品合金中的Mg含量，进而获得Mg元素含量合格的钢锭，进而生产出合格的高温合金产品，提高产品质量。为了实现上述目的，本专利技术提供一种含镁合金的制备方法，该方法包括如下步骤，1)将Mg和Ni在熔炼炉中进行熔炼，得到镍镁合金；2)将熔炼原料进行真空感应熔炼，在真空感应熔炼出钢前15-25分钟内，添加步骤1)中得到的镍镁合金，并浇注电极；3)将步骤2)得到的电极进行真空自耗重熔。优选地，步骤2)中，相比出钢时的钢水的温度，添加镍镁合金时的钢水的温度高30-50℃优选地，所述镍镁合金中的Mg含量为30-50重量％，Ni含量为50-70重量％。优选地，步骤2)中添加的所述镍镁合金的用量，使得步骤3)得到的镍镁合金中的Mg含量为0.001-0.01重量％。本专利技术还提供了根据上述方法制备的含镁合金。通过上述技术方案，能够精确控制最终得到的含镁合金中的Mg含量，提高Mg的收得率。并且可以得到具有良好屈服强度、拉伸强度、伸长率和冲击功的含镁合金产品，满足GH4133B高温合金的要求。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种含镁合金的制备方法，该方法包括如下步骤，1)将Mg和Ni在熔炼炉中进行熔炼，得到镍镁合金；2)将熔炼原料进行真空感应熔炼，在真空感应熔炼出钢前15-25分钟内，添加步骤1)中得到的镍镁合金，并浇注电极；3)将步骤2)得到的电极进行真空自耗重熔。根据本专利技术，步骤1)中的熔炼过程可以采用本领域常规使用的各种方法，具体的熔炼条件可以为：温度为1490-1520℃，时间为30-50分钟。为了获得成分均匀，Mg含量稳定的镍镁合金原材料。所述镍镁合金中的Mg含量为30-50重量％，优选的情况下，所述镍镁合金中的Mg含量为40-50重量％，通过增加Mg含量，可以减少后期浇注前冷料加入重量，可以更加精确地控制含镁合金中的Mg含量。具体地，步骤1)中的熔炼过程在高频感应炉大气环境下进行，高频感应炉的内胆尺寸为200mm，先加入Ni板和工业盐，待Ni板和工业盐全熔后，加入金属镁，待各成分混合均匀后，冷却并去除工业盐得到镍镁合金。优选地，熔炼镍镁合金时加入的Ni、Mg、工业盐的重量比为30-50：30-50：15-25(优选为4：4：2)。根据本专利技术的一个优选的实施方式，所述镍镁合金的熔炼在石墨坩埚中进行，在上述条件下熔炼完成后，去除石墨和工业盐，即可得到所需的镍镁电极。本专利技术的专利技术人经过深入研究发现，步骤2)中，相比出钢时的钢水的温度，添加镍镁合金时的钢水的温度高30-50℃，可以兼顾最终产品的Mg含量和Mg收得率。优选地，相比出钢时的钢水的温度，添加镍镁合金时的钢水的温度高35-45℃。在本专利技术中，出钢时的钢水的温度优选为1440℃-1490℃，更优选为1450-1460℃。为了减少Mg的蒸发，提高镁的收得率，在真空感应熔炼出钢前15-25分钟内，添加步骤1)中得到的镍镁合金；优选在真空感应熔炼出钢前18-22分钟内，添加步骤1)中得到的镍镁合金。根据本专利技术，步骤2)中，镍镁合金的添加量可以根据需求的Mg含量确定。优选的情况下，步骤2)中添加的所述镍镁合金的用量，使得步骤3)得到的镍镁合金中的Mg含量为0.001-0.01重量％。优选的情况下，相对于熔炼原料总重量100重量份，镍镁合金的添加量为0.5-1.5重量份，优选为0.65-1.2重量份。根据本专利技术，步骤2)中的真空感应熔炼可以采用本领域常规使用的真空感应熔炼方法，可以在通常使用的真空感应熔炼炉中进行。具体的熔炼条件可以为：温度为1470-1510℃，真空度为≤1Pa。在本专利技术中，所述含镁合金优选为镍基合金，更优选为GH4133B合金。所述熔炼原料可以为本领域常规的真空感应熔炼中使用的各种原料，其组成和配比可以根据含镁合金进行选择。例如，含镁合金可以为镍基合金，更优选为GH4133B合金。具体而言，在含镁合金为镍基合金时，所述熔炼原料可以为选自Ni、Cr、Nb、Al、Ti、B、Fe、Zr、Ce和碳中的一种或多种。优选地，所述Ni、Cr、Nb、Al、Ti、Zr和Ce以纯金属形式添加，B和Fe以B-Fe合金的形式加入。根据本专利技术，所述真空感应熔炼过程中可以根据需要添加适当的辅料。根据本专利技术，镍镁合金添加前炉内应充入氩气，以保证镁的高回收率。熔炼过程中加入的其它成分可以根据最终需要的合金成分具体选择，熔炼中各成分的加入顺序可以根据需要依照元素的特性具体选择，在此不再赘述。根据本专利技术，真空感应熔炼结束后，进行浇注。浇注在真空条件6500Pa下进行，钢锭模须用钢水烫过，保证清洁无锈。浇注后大于15min方可破空，模冷时间＞2h可脱锭。根据本专利技术，所述步骤3)中的真空自耗重熔可以采用本领域常规使用的真空自耗重熔方法，可以在通常使用的真空自耗电弧炉中进行。具体的熔炼条件可以为：真空度＜1Pa，自耗电极的直径为406-508mm，电流为5000-7000A，电压为22-24V。为了进一步使所得合金的内部组织更加致密均匀，优选的情况下，该方法还包括对步骤3)得到的合金进行锻造。锻造次数可以根据具体的合金进行确认，通常为2-9次，优选为4-6次。锻造条件可以为：开锻温度≥1120℃，终锻温度≥950℃，回炉再烧时间为45-90分钟。根据本专利技术，优选的情况下，合金中Mg含量在上述范围内时，可以使锻造过程更加顺畅，提高锻造过程的成材率。本专利技术的专利技术人经过深入研究发现，通过控制最后一火锻造变形量为30-45％，可以使合金的晶粒均匀细小，从而可以提供更加良好性能的合金产品。本专利技术还提供了通过上述方法制备的含镁合金。根据本专利技术的一种优选的实施方式，所述含镁合金优选为镍基合金，更优选为GH4133B合金。根据本专利技术，最终得到的合金各元素在上述范围内时，通过上述的真空感应熔炼和真空自耗重熔，并结合锻造，能够得到具有良好屈服强度、拉伸强度、伸长率和冲击功的合金产品，符合GH4133B高温合金要求。根据本专利技术提供的合金熔炼中控制Mg含量的方法得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含镁合金的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，1)将Mg和Ni在熔炼炉中进行熔炼，得到镍镁合金；2)将熔炼原料进行真空感应熔炼，在真空感应熔炼出钢前15‑25分钟内，添加步骤1)中得到的镍镁合金，并浇注电极；3)将步骤2)得到的电极进行真空自耗重熔。

【技术特征摘要】
1.一种含镁合金的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，1)将Mg和Ni在熔炼炉中进行熔炼，得到镍镁合金；2)将熔炼原料进行真空感应熔炼，在真空感应熔炼出钢前15-25分钟内，添加步骤1)中得到的镍镁合金，并浇注电极；3)将步骤2)得到的电极进行真空自耗重熔。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中，相比出钢时的钢水的温度，添加镍镁合金时的钢水的温度高30-50℃；优选地，出钢时的钢水的温度为1440℃-1490℃。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述镍镁合金中的Mg含量为30-50重量％，Ni含量为50-70重量％。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤2)中添加的所述镍镁合金的用量，使得步骤3)得到的镍镁合金中的Mg含量为0.001-0.01重量％。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述熔炼原料可以为选自Ni、Cr、Nb、Al、Ti、B、Fe、Zr、Ce和碳中的一种或多种；优选地，相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王信才，何云华，裴丙红，肖桂华，
申请(专利权)人：攀钢集团江油长城特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51