GH5188合金电极锭及其制备方法技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，公开了一种GH5188合金电极锭及其制备方法，所述方法包括以下步骤：将合金原料根据GH5188合金成分控制要求，按质量百分比计算并配制各元素原材料用量，合金原料的金属镧元素按0.2‑0.4质量％配入；将配好的原材料装入真空感应炉，对原材料进行熔化、精炼，得到合金溶液；调整出钢温度与液相线温度之间的温差；将所得的合金溶液在真空条件下浇铸到经烘烤的钢锭模里面，得到电极锭，钢锭模温度为500‑800℃；冷却。本发明专利技术通过对GH5188合金在真空感应炉熔炼时镧元素加入量的控制，及对浇铸钢锭模进行烘烤，避免了电极开裂，且在满足产品对镧含量要求的条件下节约金属镧含量的使用量。

【技术实现步骤摘要】
GH5188合金电极锭及其制备方法
本专利技术涉及高温合金制备领域，具体涉及一种GH5188合金电极锭及其制备方法。
技术介绍
GH5188合金是在国内航空发动机中用量最大的钴基变形高温合金，已用于制作航空发动机燃烧室火焰筒、导向叶片等高温部件，在国外还广泛用于燃气涡轮及导弹的高温部件，如燃烧室、尾喷管等，在核能工业中，也被用作热交换器等零部件。GH5188合金是Co-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，使用温度小于1100℃，合金加入14％的W进行固溶强化，使合金具有良好的综合性能；加入0.02-0.12％的La和20-24％的Cr，使合金具有良好的抗氧化性能，及具有较好的冷热加工塑形和焊接等工艺性能。真空感应电极是钴基高温合金生产的基本环节，若电极出现开裂，则严重影响合金后续精炼过程，导致电渣重熔过程中的电压、电流、熔滴率等工艺参数大幅度波动，造成各种宏观冶金缺陷，导致铸锭产品判废。目前GH5188钴基高温合金在工业生产中，电极锭浇铸凝固过程中容易在枝晶间或晶界上析出大量膨胀系数比基体小且硬度比基体高的脆性相，且在浇铸过程中电极锭内部存在较大的温度梯度，使得电极锭产生很大的热应力，最终导致电极开裂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的GH5188合金在凝固过程容易析出脆性相且电极容易开裂的问题，提供一种GH5188合金电极锭及其制备方法，利用该方法生成的电极锭产品能够避免电极开裂，且在满足产品对镧含量要求的条件下节约稀有金属镧含量的使用量。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种GH5188合金电极锭的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将合金原料根据GH5188合金成分控制要求，按质量百分比计算并配制各元素原材料用量，其中，所述合金原料的金属镧元素按0.2-0.4质量％配入；(2)将步骤(1)配好的原材料装入真空感应炉，对所述原材料进行熔化、精炼，得到合金溶液；(3)依据步骤(2)中的所述合金溶液的化学成分对应的液相线温度来确定出钢温度，并调整所述出钢温度与所述液相线温度之间的温差；(4)将步骤(3)所得的合金溶液在真空条件下浇铸到经过烘烤的钢锭模里面，得到电极锭，其中，所述钢锭模温度为500-800℃；(5)冷却。优选地，所述合金原料的金属镧元素质量为所述合金原料质量的0.25-0.4质量％。优选地，所述合金原料的金属镧元素质量为所述合金原料质量的0.3-0.35质量％。优选地，在步骤(3)中所述钢温度高于所述合金液相线温度60～80℃。优选地，在步骤(3)中所述钢温度高于所述合金液相线温度60～75℃。优选地，在步骤(3)中所述钢温度高于所述合金液相线温度65～70℃。优选地，所述钢锭模温度为550-800℃。优选地，所述钢锭模温度为600-750℃。优选地，步骤(5)中所述冷却为随模自然冷却。本专利技术为解决上述技术问题，本专利技术第二方面提供由上述任意一项所述的方法制备得到的GH5188合金电极锭。本专利技术所述的技术方案，通过将合金原料根据GH5188合金成分控制要求，按质量百分比计算各元素原材料用量，并将金属镧元素按0.2-0.4质量％配入，将配好的原材料装入真空感应炉经过熔化、精炼后，获得气体、化学成分满足GH5188合金成分控制要求的合金溶液，然后调整出钢温度与合金液相线温度之间的温差，将合金溶液在真空条件下浇铸到经过烘烤且温度为500～800℃的钢锭模里面，从而生成电极锭。本专利技术通过对GH5188钴基高温合金真空感应炉熔炼时镧元素加入量的控制，及对浇铸钢锭模进行烘烤，避免了电极开裂，同时在满足产品对镧含量要求的条件下节约了稀有金属镧含量的使用量。附图说明图1是实施例1中的电极锭凝固组织示意图；图2是实施例2中的电极锭凝固组织示意图；图3是实施例3中的电极锭凝固组织示意图；图4是对比例1中的电极锭裂纹处镧化物脆性相示意图；图5是对比例2中的电极锭裂纹处镧化物脆性相示意图。具体实施方式以下结合附图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。本专利技术第一方面提供了一种GH5188合金电极锭的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将合金原料根据GH5188合金成分控制要求，按质量百分比计算并配制各元素原材料用量，其中，所述合金原料的金属镧元素按0.2-0.4质量％配入；(2)将步骤(1)配好的原材料装入真空感应炉，对所述原材料进行熔化、精炼，得到合金溶液；(3)依据步骤(2)中的所述合金溶液的化学成分对应的液相线温度来确定出钢温度，并调整所述出钢温度与所述液相线温度之间的温差；(4)将步骤(3)所得的合金溶液在真空条件下浇铸到经过烘烤的钢锭模里面，得到电极锭，其中，所述钢锭模温度为500-800℃；(5)冷却。本专利技术所述的技术方案，通过将合金原料根据GH5188合金成分控制要求，按质量百分比计算各元素原材料用量，并将金属镧元素按0.2-0.4质量％配入，将配好的原材料装入真空感应炉经过熔化、精炼后，获得气体、化学成分满足GH5188合金成分控制要求的合金溶液，然后调整出钢温度与合金液相线温度之间的温差，将合金溶液在真空条件下浇铸到经过烘烤且温度为500～800℃的钢锭模里面，从而生成电极锭。本专利技术通过对GH5188钴基高温合金真空感应炉熔炼时镧元素加入量的控制，及对浇铸钢锭模进行烘烤，避免了电极开裂，同时在满足产品对镧含量要求的条件下节约了稀有金属镧含量的使用量。优选地，所述合金原料的金属镧元素质量为所述合金原料质量的0.25-0.4质量％，进一步优选为0.3-0.35质量％。所述金属镧元素的质量占所述合金原料质量比可为0.2质量％、0.25质量％、0.3质量％、0.35质量％或0.4质量％，当然，不限于此，只要满足所述金属镧元素的质量占所述合金原料质量比在0.2-0.4质量％之间即可。由于镧固溶在钴基合金溶液的溶解度有限，加入过量的镧会导致合金在凝固过程中过量的镧与基体元素一起在枝晶间或晶界上析出大量膨胀系数比基体小且硬度比基体高的镧化物相，即脆性相，大大增加了合金的裂纹敏感性。本专利技术通过采用加入适量的镧，避免凝固过程脆性相的产生，同时还可以节约稀有金属镧的使用量。将配好的原材料装入真空感应炉经过熔化、精炼后，获得气体、化学成分满足GH5188合金成分控制要求的合金溶液，然后调整出钢温度在合金液相线温度以上60～80℃。本专利技术使用真空感应炉对原材料进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GH5188合金电极锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(1)将合金原料根据GH5188合金成分控制要求，按质量百分比计算并配制各元素原材料用量，其中，所述合金原料的金属镧元素按0.2-0.4质量％配入；/n(2)将步骤(1)配好的原材料装入真空感应炉，对所述原材料进行熔化、精炼，得到合金溶液；/n(3)依据步骤(2)中的所述合金溶液的化学成分对应的液相线温度来确定出钢温度，并调整所述出钢温度与所述液相线温度之间的温差；/n(4)将步骤(3)所得的合金溶液在真空条件下浇铸到经过烘烤的钢锭模里面，得到电极锭，其中，所述钢锭模温度为500-800℃；/n(5)冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种GH5188合金电极锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将合金原料根据GH5188合金成分控制要求，按质量百分比计算并配制各元素原材料用量，其中，所述合金原料的金属镧元素按0.2-0.4质量％配入；
(2)将步骤(1)配好的原材料装入真空感应炉，对所述原材料进行熔化、精炼，得到合金溶液；
(3)依据步骤(2)中的所述合金溶液的化学成分对应的液相线温度来确定出钢温度，并调整所述出钢温度与所述液相线温度之间的温差；
(4)将步骤(3)所得的合金溶液在真空条件下浇铸到经过烘烤的钢锭模里面，得到电极锭，其中，所述钢锭模温度为500-800℃；
(5)冷却。


2.根据权利要求1所述的GH5188合金电极锭的制备方法，其特征在于，所述合金原料的金属镧元素质量为所述合金原料质量的0.25-0.4质量％。


3.根据权利要求2所述的GH5188合金电极锭的制备方法，其特征在于，所述合金原料的金属镧元素质量为所述合金原料质量的0.3-0.35质量％。

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋世川，张健，周扬，付建辉，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51