一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法技术

本发明专利技术涉及一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，第一步初炼炉，处炼炉是将合金熔化，第二步脱碳，快速脱碳并防止铬的氧化，第三步精炼，在LF精炼炉对钢水进一步脱碳和调整成分。本冶炼方式对原料要求较低，电炉出钢含C达到百分之二左右即可，因此可以采用廉价的高碳FeCr和百分之二十的不锈钢作为原料，降低了操作成本，不锈钢的生产周期相对较短，灵活性较好，需要的操作人员少，所以综合成本较低，企业生产中降低了原料的要求，可以采用较为低廉价价格的原料，并且减少了工作人员，降低了人员工资的消耗，为企业降低了综合生产成本。

A Smelting Method of Light and High Strength Stainless Steel for Aerospace and Aerospace

The invention relates to a smelting method of light and high strength stainless steel for aerospace and aviation. The first step is primary smelting furnace, where the alloy is melted, the second step is decarbonization, rapid decarbonization and chromium oxidation are prevented, and the third step is refining, which further decarbonizes and adjusts the composition of molten steel in LF refining furnace. This smelting method has lower requirements for raw materials, and the tapping of electric furnace contains about 2% C. Therefore, low-cost high-carbon FeCr and 20% stainless steel can be used as raw materials, which reduces the operation cost. The production cycle of stainless steel is relatively short, the flexibility is better, and the number of operators needed is small, so the comprehensive cost is low, and the requirements of raw materials are reduced in the production of enterprises. Low-cost raw materials can be used, and staff can be reduced, the consumption of wages can be reduced, and the comprehensive production cost can be reduced for enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法
本专利技术涉及一种冶炼方法，尤其是涉及一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，属于不锈钢冶炼

技术介绍
航空材料是研制生产航空产品的物质保障，也是使航空产品达到人们期望的性能、使用寿命与可靠性的技术基础。由于航空材料的基础地位，以及其对航空产品贡献率的不断提高，航空材料与航空发动机、信息技术成为并列的三大航空关键技术之一，也是对航空产品发展有重要影响的六项技术之一。美国空军在《2025年航空技术发展预测报告》中指出，在全部43项航空技术中，航空材料重要性位居第二。此外，航空先进材料技术还被列为美国国防四大科技(分别为信息技术、材料技术、传感器技术和经济可承受性技术)优选项目之一，是其他三项技术的物质基础及重要组成部分。高强度铝合金、钛合金、高温合金、超高强度钢、复合材料、隐身材料及定向凝固叶片技术、定向共晶叶片技术、粉末高温合金属轮盘制造技术等，为第四代、第五代飞机的发展提供了物质保障。航空发展史证明,航空材料的每次重大突破，都会促进航空技术产生飞跃式的发展；航空材料不仅是航空事业发展的物质基础，也是航空事业发展的技术支撑。航空发动机的主要结构材料是不锈钢、高温合金和钛合金。在一台先进发动机上，高温合金和钛合金的用量分别要占到发动机总结构重量的55％～65％和25％～40％,并对许多新型高温材料提出了更高的要求，如新型高温合金和高温钛合金、高温树脂基复合材料、金属间化合物及其复合材料、热障涂层材料、金属基复合材料、陶瓷基和碳/碳复合材料等。为了提高飞机的结构效率，降低飞机结构重量系数，轻质高强度的不锈钢就非常重要了，现有的冶炼方法成本较高，需要很多的人员进行操作，综合消耗较大，提高了企业生产的综合成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，其生产效率高且成本低廉。本专利技术的目的是这样实现的：一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，所述方法的步骤为：第一步初炼炉，处炼炉是将合金熔化，第二步脱碳，快速脱碳并防止铬的氧化，第三步精炼，在LF精炼炉对钢水进一步脱碳和调整成分。进一步的，精炼过程把下述成分(重量％)的钢水：C≤0.035％Si0.35％-0.45％Mn0.7％-28％P≤0.050％S≤0.007％Ni19.30％-19.50％Cr8.10％-8.40％N≤0.017％其余为Fe及不可避免的杂质，温度≥1800℃；加入到精炼炉中精炼，步骤如下：(1)钢水到精炼炉后加入石灰、萤石与铝粉调渣；(2)调渣结束后加入FeNb，FeNb收得率按99.3％计算，加入量是使Nb为钢水的0.17％-0.25％；(3)在出炉前35分钟，温度为1600℃时喂硅钙线6米/吨，喂线结束弱搅拌5分钟；(4)加入FeTi，加入量是使Nb为钢水的0.18％-0.22％，保证满足(0.52Nb+Ti)≥7C；加FeTi时，加料处底吹氩流量设定420Nl/min，另一侧底吹设定78Nl/min；加入FeTi搅拌5-6分后底吹设置为弱搅，弱搅时间不小于30分钟；(5)钢水的成分(重量％)达下述值时出炉，C≤0.05％Si0.50％-0.80％Mn0.90％-1.60％P≤0.040％S≤0.007％Ni19.02％-19.30％Cr8.89％-9.35％N≤0.019％，(0.52Nb+Ti)≥7C，其余为Fe及不可避免的杂质，温度≥1600℃，浇注成铸坯。进一步的，加FeNb时，加入量是使Nb为钢水0.18％；加入FeTi时，加入量是使Nb为钢水0.12％。进一步的，加FeNb时，FeNb收得率按99.3％计算，加入量是使Nb为钢水0.12％。进一步的，加入FeTi时，加入量是使Nb为钢水0.18％。进一步的，加入FeTi搅拌5-6分后底吹设置为弱搅，弱搅时间不小于30分钟，可通过机械搅拌齿进行搅拌。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本冶炼方式对原料要求较低，电炉出钢含C达到百分之二左右即可，因此可以采用廉价的高碳FeCr和百分之二十的不锈钢作为原料，降低了操作成本，不锈钢的生产周期相对较短，灵活性较好，需要的操作人员少，所以综合成本较低，企业生产中降低了原料的要求，可以采用较为低廉价价格的原料，并且减少了工作人员，降低了人员工资的消耗，为企业降低了综合生产成本。具体实施方式本专利技术涉及的一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，所述方法的步骤为：第一步初炼炉，处炼炉是将合金熔化，第二步脱碳，快速脱碳并防止铬的氧化，第三步精炼，在LF精炼炉对钢水进一步脱碳和调整成分。精炼过程把下述成分(重量％)的钢水：C≤0.035％Si0.35％-0.45％Mn0.7％-28％P≤0.050％S≤0.007％Ni19.30％-19.50％Cr8.10％-8.40％N≤0.017％其余为Fe及不可避免的杂质，温度≥1800℃；加入到精炼炉中精炼，步骤如下：(1)钢水到精炼炉后加入石灰、萤石与铝粉调渣；(2)调渣结束后加入FeNb，FeNb收得率按99.3％计算，加入量是使Nb为钢水的0.17％-0.25％；(3)在出炉前35分钟，温度为1600℃时喂硅钙线6米/吨，喂线结束弱搅拌5分钟；(4)加入FeTi，加入量是使Nb为钢水的0.18％-0.22％，保证满足(0.52Nb+Ti)≥7C；加FeTi时，加料处底吹氩流量设定420Nl/min，另一侧底吹设定78Nl/min；加入FeTi搅拌5-6分后底吹设置为弱搅，弱搅时间不小于30分钟；(5)钢水的成分(重量％)达下述值时出炉，C≤0.05％Si0.50％-0.80％Mn0.90％-1.60％P≤0.040％S≤0.007％Ni19.02％-19.30％Cr8.89％-9.35％N≤0.019％，(0.52Nb+Ti)≥7C，其余为Fe及不可避免的杂质，温度≥1600℃，浇注成铸坯。优选的，加FeNb时，加入量是使Nb为钢水0.18％；加入FeTi时，加入量是使Nb为钢水0.12％。优选的，加FeNb时，FeNb收得率按99.3％计算，加入量是使Nb为钢水0.12％；加入FeTi时，加入量是使Nb为钢水0.18％。优选的，加入FeTi搅拌5-6分后底吹设置为弱搅，弱搅时间不小于30分钟，可通过机械搅拌齿进行搅拌。本专利技术的工作原理及使用流程：首先合金等物品加入炉中进行冶炼，进行脱C、脱P、脱S处理，处理后的铁水P≤0.050％S≤0.007％C≤0.035％；然后将不锈钢和高炭铬铁加入电炉中，熔化后将上述的熔炼炉处理之后的钢水加入电炉进行冶炼，钢水的成分达到要求后出炉，出炉后将电冶炉冶炼的钢水加到AOD炉精炼，氧化期结束后采用硅铁还原，加入低碳铬铁和NI合金调整成分，钢水成分达标后出炉；最后按照上述的LF精炼步骤进行调整，加入FeNb、喂硅钙线与吹氩搅拌精炼，钢水成分达到下值的时候出炉：C≤0.05％Si0.50％-0.80％Mn0.90％-1.60％P≤0.040％S≤0.007％Ni19.02％-19.30％Cr8.89％-9.35％N≤0.019％，(0.52Nb+Ti)≥7C，最后进行浇注，本冶炼方式对原料要求较低，电路出钢含C达到百分之二左右即可，因此可以采用廉价的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，其特征在于，所述方法的步骤为：第一步初炼炉，处炼炉是将合金熔化，第二步脱碳，快速脱碳并防止铬的氧化，第三步精炼，在LF精炼炉对钢水进一步脱碳和调整成分。

【技术特征摘要】
1.一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，其特征在于，所述方法的步骤为：第一步初炼炉，处炼炉是将合金熔化，第二步脱碳，快速脱碳并防止铬的氧化，第三步精炼，在LF精炼炉对钢水进一步脱碳和调整成分。2.如权利要求1所述的一种航天航空用轻质高强度不锈钢的冶炼方法，其特征在于：精炼过程把下述成分(重量％)的钢水：C≤0.035％Si0.35％-0.45％Mn0.7％-28％P≤0.050％S≤0.007％Ni19.30％-19.50％Cr8.10％-8.40％N≤0.017％其余为Fe及不可避免的杂质，温度≥1800℃；加入到精炼炉中精炼，步骤如下：(1)钢水到精炼炉后加入石灰、萤石与铝粉调渣；(2)调渣结束后加入FeNb，FeNb收得率按99.3％计算，加入量是使Nb为钢水的0.17％-0.25％；(3)在出炉前35分钟，温度为1600℃时喂硅钙线6米/吨，喂线结束弱搅拌5分钟；(4)加入FeTi，加入量是使Nb为钢水的0.18％-0.22％，保证满足(0.52Nb+Ti)≥7C；加FeTi时，加料处底吹氩流量设定420Nl/mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪立新，
申请(专利权)人：江阴市天虹金属铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32