一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法技术

本发明专利技术属于合金生产技术领域，具体涉及一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法。本发明专利技术在真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段，先向炉中充入20‑30kPa的惰性气体，再向钢液中加入镍镁合金，搅拌一段时间后取样，最后出钢。本发明专利技术严格控制各阶段操作时间、加入的镍镁合金粒度以及出钢温度，能够将GH4141合金中的镁收得率很好地控制在22.5%~27.5%的范围内，不同炉次镁的收得率不会发生大的波动，镁的作用能够更好地发挥出来，能够改善制备的GH4141高温合金的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法
本专利技术属于合金生产
，具体涉及到一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法。
技术介绍
GH4141是Ni-Cr-Co基沉淀硬化型变形高温合金，主要以时效沉淀γ'相和M6C型碳化物为主要强化相，使用温度在980℃以下。合金在650℃～900℃范围内具有较高的蠕变强度和拉伸、持久、抗屈服和抗疲劳性能以及良好的抗氧化性能，是980℃以下使用力学性能最高的板材合金之一。合金的机加工性能良好，适用于制作870℃以下要求高强度、980℃以下要求抗氧化性能的航空和航天发动机用涡轮盘、导向叶片、燃烧室板材承力件、涡轮转子、导向器、紧固件和高温弹簧等部件。主要产品有热轧和锻制棒材、板带材、丝材、盘锻件和环形件等。高温合金对钢中的洁净度要求较高，而镁被加入钢液后，在炼钢温度下，一部分镁会立即气化损失掉，另一部分的镁则会溶解到钢液中，溶解到钢液中的镁会使钢中的夹杂物的大小、数量、形态、分布等方面得到改善，从而达到净化钢液的目的。但是镁在钢液中极易挥发，镁的收得率难以控制。现有技术不能准确控制钢中的镁含量，就不能完全发挥出镁在钢中的作用。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述技术缺陷，提供一种稳定的控制GH4141高温合金冶炼过程中镁收得率的方法。本专利技术通过在真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段，先向炉中充入氩气，再向钢液中加入镍镁合金的方法，严格控制各阶段操作时间、加入镍镁合金的粒度以及出钢温度，能够将GH4141合金中镁的收得率很好地控制在22.5％～27.5％的范围内。为解决现有技术的不足，本专利技术采用以下技术方案：一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，在真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段，先向炉中充入20-30kPa的惰性气体，再向钢液中加入镍镁合金，搅拌一段时间后取样，最后出钢。进一步地，充入惰性气体前所述真空感应炉中的真空度低于5Pa。进一步地，所述镍镁合金的加入是采用铝箔纸将镍镁合金包裹好置于主加料室内，待加料室内的真空度与熔炼室趋于一致后打开加料阀门，加入镍镁合金。进一步地，所述搅拌时间严格控制在4.9-5.1分钟。进一步地，搅拌完成后，所述取样操作到出钢时间控制在1～2分钟。进一步地，从出钢开始到出钢结束所述出钢时间控制在10～12分钟。进一步地，所述出钢温度控制在1470～1490℃。进一步地，所述镍镁合金中镁含量为4.9％-5.1％。进一步地，所述镍镁合金的粒度在8～10mm。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术在出钢前将真空感应炉内的真空度控制在5Pa以下，炉内氧含量极低，减少了镁与氧的反应，从而降低了镁在此方面的消耗。2、本专利技术在加入镍镁合金之前先充入氩气，能够增加钢液面的压力，降低镁元素在钢液中的挥发。3、本专利技术的各个阶段均对操作时间进行了严格控制，使GH4141合金不同冶炼炉次，冶炼流程相同，冶炼期间镁的损失量保持一致。4、本专利技术的镍镁合金粒度控制在8～10mm，镍镁合金在钢水中需要一定时间熔化，在此粒度下，能够将镍镁合金全部熔清，而当粒度小的镍镁合金占比较高时，小粒度镍镁合金未进入钢液深处就发生大量气化，直接挥发到钢液面上，镁收得率较低，同理，当粒度小的镍镁合金占比较低时，镁收得率会较高，从而造成不同炉次镁收得率发生大的波动。本申请通过对镍镁合金的粒度范围进行控制，能够避免上述情况的发生。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。实施例1一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，包括以下步骤：冶炼前，按照0.04％的配入量将粒度为8～10mm的镍镁合金采用铝箔纸包裹好，使用吊棕绳栓在取样勺上置于主加料室内，真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段前，炉内的真空度为1.73Pa；先向炉中充入25kPa的氩气，氩气充入完成后，待加料室内的真空度与熔炼室趋于一致后打开加料阀门，下降卷扬加入镍镁合金，加入镍镁合金后，搅拌5分钟03秒后立刻进行取样，取样耗时1分钟10秒，此时钢液温度为1481℃，立刻开始出钢操作，出钢总耗时11分钟23秒，冶炼完成。实施例2一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，包括以下步骤：冶炼前，按照0.04％的配入量将粒度为8～10mm的镍镁合金采用铝箔纸包裹好，使用吊棕绳栓在取样勺上置于主加料室内，真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段前，炉内的真空度为1.62Pa；先向炉中充入25kPa的氩气，氩气充入完成后，待加料室内的真空度与熔炼室趋于一致后打开加料阀门，下降卷扬加入镍镁合金；加入镍镁合金后，搅拌4分钟58秒后立刻取样，取样耗时1分钟24秒，此时钢液温度为1478℃，立刻开始出钢操作，出钢总耗时11分钟15秒，冶炼完成。实施例3一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，包括以下步骤：冶炼前，按照0.04％的配入量将粒度为8～10mm的镍镁合金采用铝箔纸包裹好，使用吊棕绳栓在取样勺上置于主加料室内，真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段前，炉内的真空度为1.44Pa，先向炉中充入25kPa的氩气，氩气充入完成后，使加料室内的真空度与熔炼室趋于一致后打开加料阀门，下降卷扬加入镍镁合金；加入镍镁合金后，搅拌5分钟04秒后立刻进行取样，取样耗时1分钟14秒，此时钢液温度为1480℃，立刻开始出钢操作，出钢总耗时11分钟10秒，冶炼完成。实施例4一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，包括以下步骤：冶炼前，按照0.04％的配入量将粒度为8～10mm的镍镁合金采用铝箔纸包裹好，使用吊棕绳栓在取样勺上置于主加料室内，真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段前，炉内的真空度为1.64Pa；先向炉中充入25kPa的氩气，氩气充入完成后，待加料室内的真空度与熔炼室趋于一致打开加料阀门，下降卷扬加入镍镁合金；加入镍镁合金后，搅拌5分钟01秒后立刻进行取样，取样耗时1分钟18秒，此时钢液温度为1479℃，立刻开始出钢操作，出钢总耗时10分钟57秒，冶炼完成。实施例5一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，包括以下步骤：冶炼前，按照0.04％的配入量将粒度为8～10mm的镍镁合金采用铝箔纸包裹好，使用吊棕绳栓在取样勺上置于主加料室内，真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段前，炉内的真空度为1.55Pa；先向炉中充入25kPa的氩气，氩气充入完成后，待加料室内的真空度与熔炼室趋于一致打开加料阀门，下降卷扬加入镍镁合金；加入镍镁合金后，搅拌5分钟00秒后立刻进行取样，取样耗时1分钟13秒，此时钢液温度为1482℃，立刻开始出钢操作，出钢总耗时11分钟06秒，冶炼完成。对比例1一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，包括以下步骤：冶炼前按照0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，其特征在于，在真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段，先向炉中充入20-30kPa的惰性气体，再向钢液中加入镍镁合金，搅拌一段时间后取样，最后出钢。/n

【技术特征摘要】
1.一种GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，其特征在于，在真空感应炉冶炼GH4141高温合金的出钢阶段，先向炉中充入20-30kPa的惰性气体，再向钢液中加入镍镁合金，搅拌一段时间后取样，最后出钢。


2.根据权利要求1所述的GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，其特征在于，充入惰性气体前所述真空感应炉中的真空度低于5Pa。


3.根据权利要求1所述的GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，其特征在于，所述镍镁合金的加入是采用铝箔纸将镍镁合金包裹好置于主加料室内，待加料室内的真空度与熔炼室趋于一致后打开加料阀门，加入镍镁合金。


4.根据权利要求1所述的GH4141高温合金镁元素收得率控制方法，其特征在于，所述搅拌时间严格控制在4.9-5.1分钟。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣文凯，王琦，李成龙，王玉葵，李晴，钟裕国，浦益龙，王世普，赵长虹，
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