一种GH2018合金电渣锭及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种GH2018合金电渣锭，合金中元素的组分含量为：C 0.040～0.050wt%、Cr 18.5～20.5wt%、Ni 40.5～43.5wt%、Al 0.6～0.7wt%、Ti 2.0～2.2wt%、W 1.85～2.15wt%、Mo 3.8～4.2wt%、Mn 0.01～0.03wt%、Ce 0.002～0.02wt%、Si 0.2～0.6wt%、P 0.001～0.02wt%、S 0.001～0.01wt%、B 0.001～0.01wt%、Zr 0.005～0.05wt%、Cu 0.02～0.2wt%、余量为Fe。本发明专利技术的合金电渣锭电渣重熔过程补加铝粉和充惰性氩气，提高了电渣锭成分均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种GH2018合金电渣锭及其制备方法
本专利技术涉及合金制造领域，尤其涉及一种GH2018合金电渣锭及其制备方法。
技术介绍
GH2018合金是以Cr、W、Mo元素固溶强化并用Al、Ti元素时效强化的Fe-Ni-Cr基合金，成分见表1。该合金具有高的塑性、较高的高温强度水平以及良好的抗氧化性和冲压焊接等性能。适用于800℃下长期工作的航空发动机的燃烧室火焰筒等高温零部件。该合金在固溶状态为单相奥氏体组织，含有MC型碳化物和微量M3B2型硼化物。表1元素成分wt％该合金含有一定的Al、Ti元素且含量差异较大，材料再经过电渣重熔过程中会与空气进行解除，且Al、Ti两种元素自身活泼易与大气中的氧发生反应；同时随着电渣重熔整个过程的进行，电渣重熔各阶段金属熔池的与氧反应的情况也不同，进而造成合金锭再经过电渣重熔后合金锭成分不均的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种GH2018合金电渣锭及其制备方法，通过改变工艺方法使电渣锭在保证其常规力学性能不受影响的前提下，提高电渣锭表面质量，以获得成分均匀且表面良好易于热加工的电渣锭。本专利技术采用的技术方案是：一种GH2018合金电渣锭，其中：按质量百分比计，所述合金中元素的组分含量为：C0.040～0.050wt％、Cr18.5～20.5wt％、Ni40.5～43.5wt％、Al0.6～0.7wt％、Ti2.0～2.2wt％、W1.85～2.15wt％、Mo3.8～4.2wt％、Mn0.01～0.03wt％、Ce0.002～0.02wt％、Si0.2～0.6wt％、P0.001～0.02wt％、S0.001～0.01wt％、B0.001～0.01wt％、Zr0.005～0.05wt％、Cu0.02～0.2wt％、余量为Fe。一种GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：包括以下步骤：1)镍基高温合金合金的组分按质量百分比计为：C0.040～0.050wt％、Cr18.5～20.5wt％、Ni40.5～43.5wt％、Al0.6～0.7wt％、Ti2.0～2.2wt％、W1.85～2.15wt％、Mo3.8～4.2wt％、Mn0.01～0.03wt％、Ce0.002～0.02wt％、Si0.2～0.6wt％、P0.001～0.02wt％、S0.001～0.01wt％、B0.001～0.01wt％、Zr0.005～0.05wt％、Cu0.02～0.2wt％、余量为Fe；将C、Cr、Ni、W、Mo、Mn、Ce、Si、P、S、B、Zr、Cu加入坩埚，并将坩埚放入真空感应炉至进行真空熔炼，分别加Al、Ti加入坩埚进行精炼，充氩气然后加入B、Ce、Zr，浇铸，得到铸锭；2)将铸锭进行滚磨处理，然后将铸锭加入渣池，并加入熔渣进行电渣重熔，得到电渣锭。电渣重熔过程中充惰性氩气尽可能隔绝空气，降低Al、Ti元素与大气中氧发生反应。真空感应熔炼浇注电极经过滚磨处理，保证电极表面无重皮、飞刺等缺陷，避免电渣重熔过程污染金属熔池。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤1)真空熔炼时的工作真空度≤15Pa；所述原料熔化温度为1520～1540℃。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤1)真空熔炼时将1/3～1/2C加入坩埚进行真空熔炼至全熔后再加入剩余的C。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤1)全熔时间为20～40min，加入剩余C15～30min后再加入Al、Ti进行精炼。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤1)精炼真空度≤5Pa，精炼时间≥60min。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤1)充氩气的压力为3000～4000Pa；浇铸温度为1440～1460℃。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤2)熔渣包括69％～71％CaF2、14.5％～15.5％Al2O3、14.5％～15.5％CaO；熔渣加入量为铸锭重量的5.4％～5.8％；所述电渣重熔中再次加入Al2O3，Al2O3质量占熔渣0.8％～2.5％；所述电渣重熔过程中充氩气，氩气流量为8.0～9.0L/min。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤2)电渣重熔造渣阶段加入10～18％的Al，中期和后期熔炼中分别加入40～45％的Al。通过加入铝粉来抑制电极中Al、Ti与大气中氧发生反应，减少元素烧损提高成分均匀度。优选的是，所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：所述步骤2)滚磨处理的表面磨光量为3-5mm。本专利技术的优点：本专利技术的GH2018合金电渣锭选用优质原材料避免了有害元素的带入；优化元素成分配比，精准控制真空感应熔炼后化学成分；降低材料中气体O、N元素的含量(O≤15ppm；N≤30ppm)；缩小了电渣重熔的熔炼参数波动范围，保证了电渣锭表面质量；通过电渣重熔过程补加铝粉和充惰性Ar气的方法，降低Al、Ti元素的烧损，提高了电渣锭成分均匀性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：一种GH2018合金电渣锭，其中：按质量百分比计，所述合金中元素的组分含量为：C0.040wt％、Cr18.5wt％、Ni40.5wt％、Al0.6wt％、Ti2.0wt％、W1.85wt％、Mo3.8wt％、Mn0.01wt％、Ce0.002wt％、Si0.2wt％、P0.001wt％、S0.001wt％、B0.001wt％、Zr0.005wt％、Cu0.02wt％、余量为Fe。一种GH2018合金电渣锭的制备方法，其中：包括以下步骤：1)镍基高温合金合金的组分按质量百分比计为：C0.040wt％、Cr18.5wt％、Ni40.5wt％、Al0.6wt％、Ti2.0wt％、W1.85wt％、Mo3.8wt％、Mn0.01wt％、Ce0.002wt％、Si0.2wt％、P0.001wt％、S0.001wt％、B0.001wt％、Zr0.005wt％、Cu0.02wt％、余量为Fe；将C、Cr、Ni、W、Mo、Mn、Ce、Si、P、S、B、Zr、Cu加入坩埚，并将坩埚放入真空感应炉至进行真空熔炼，分别加Al、Ti加入坩埚进行精炼，充氩气然后加入B、Ce、Zr，浇铸，得到铸锭；2)将铸锭进行滚磨处理，然后将铸锭加入渣池，并加入熔渣进行电渣重熔，电渣重熔选用的电极采用“充填端”先熔化的熔炼方式，利于正式熔炼阶段电渣重熔过程的电流和熔化速率的稳定性控制，冶炼电压：造渣采用电压在60-64V，冶炼50分钟后换按56-63V控制，冶炼电流：7000-8500A，电渣重熔过程中采用充惰性Ar气尽可能隔绝空气，降低Al、Ti元素与大气中氧发生反应，Ar气流量为9.0L/min，得到电渣锭。其中：所述步骤1)真空熔炼时的工作真空度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GH2018合金电渣锭，其特征在于：按质量百分比计，所述合金中元素的组分含量为：C 0.040～0.050wt%、Cr 18.5～20.5wt%、Ni 40.5～43.5wt%、Al 0.6～0.7wt%、Ti 2.0～2.2wt%、W 1.85～2.15wt%、Mo 3.8～4.2wt%、Mn 0.01～0.03wt%、Ce 0.002～0.02wt%、Si0.2～0.6wt%、P 0.001～0.02wt%、S 0.001～0.01wt%、B 0.001～0.01wt%、Zr 0.005～0.05wt%、Cu 0.02～0.2wt%、余量为Fe。/n

【技术特征摘要】
1.一种GH2018合金电渣锭，其特征在于：按质量百分比计，所述合金中元素的组分含量为：C0.040～0.050wt%、Cr18.5～20.5wt%、Ni40.5～43.5wt%、Al0.6～0.7wt%、Ti2.0～2.2wt%、W1.85～2.15wt%、Mo3.8～4.2wt%、Mn0.01～0.03wt%、Ce0.002～0.02wt%、Si0.2～0.6wt%、P0.001～0.02wt%、S0.001～0.01wt%、B0.001～0.01wt%、Zr0.005～0.05wt%、Cu0.02～0.2wt%、余量为Fe。


2.一种GH2018合金电渣锭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）镍基高温合金合金的组分按质量百分比计为：C0.040～0.050wt%、Cr18.5～20.5wt%、Ni40.5～43.5wt%、Al0.6～0.7wt%、Ti2.0～2.2wt%、W1.85～2.15wt%、Mo3.8～4.2wt%、Mn0.01～0.03wt%、Ce0.002～0.02wt%、Si0.2～0.6wt%、P0.001～0.02wt%、S0.001～0.01wt%、B0.001～0.01wt%、Zr0.005～0.05wt%、Cu0.02～0.2wt%、余量为Fe；将C、Cr、Ni、W、Mo、Mn、Ce、Si、P、S、B、Zr、Cu加入坩埚，并将坩埚放入真空感应炉至进行真空熔炼，分别加Al、Ti加入坩埚进行精炼，充氩气然后加入B、Ce、Zr，浇铸，得到铸锭；
2）将铸锭进行滚磨处理，然后将铸锭加入渣池，并加入熔渣进行电渣重熔，得到电渣锭。


3.根据权利要求2所述的GH2018合金电渣锭的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成龙，浦益龙，王世普，赵长虹，荣文凯，王玉葵，李晴，王琦，钟裕国，贾鸿远，夏翅鹏，
申请(专利权)人：江苏隆达超合金航材有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32