一种向高温合金熔体中添加微量O、N、S、C的方法技术

本发明专利技术涉及金属冶炼和铸造技术领域，具体涉及一种向高温合金熔体中添加微量O、N、S、C的方法。该方法首先将高温合金熔化，将含有O、N、S、C的目标粉体装在Ni箔或特制的镍囊中置于熔体上方预热，在一定的预热温度下将目标粉体迅速插入到高温合金熔体中。本发明专利技术可以避免传统向熔体中加入粉体发生的喷溅现象，进而精确控制熔体中O、N、S、C的加入量，可以有效提高O、N、S、C等微量元素在合金中的回收率和均匀性。C等微量元素在合金中的回收率和均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种向高温合金熔体中添加微量O、N、S、C的方法


[0001]本专利技术涉及金属冶炼和铸造
，具体涉及一种向高温合金熔体中添加微量O、N、S、C的方法。

技术介绍

[0002]航空发动机生产被视为国家战略性产业，而镍基高温合金是航空发动机的重要保障。几十年来，高温合金材料一直是我国航空发动机和舰用燃气轮机研制和生产的“卡脖子”材料。
[0003]高温合金目前作为航空发动机热端部件的唯一材料，但随着我国工业生产和科学技术的日益发展以及航空发动机日益严苛的工作条件，对镍基合金的质量提出了更加严苛的要求，尤其高温合金中的各种类型的非金属夹杂物对合金的安全稳定服役造成巨大威胁。合金中非金属夹杂物的类型、形貌、尺寸等强烈地依赖于先进熔铸技术的发展，对发挥合金的最佳性能具有十分重要的意义。
[0004]氧、氮、硫等杂质元素对高温合金的危害极大，一般情况下，杂质元素会与合金元素形成夹杂物，这些夹杂物通常是疲劳裂纹的萌生地及扩展通道，因而影响高温合金的蠕变和持久强度等性能。由于晶界结构与晶内不同，氧、氮、硫、等杂质元素倾向于在晶界处发生偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种向高温合金熔体中添加微量O、N、S、C的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将确定成分的母合金在真空感应熔炼炉中熔化成合金熔体，并保持惰性气氛；(2)将目标粉体加入到加料装置中，并将加料装置在熔体上方预热；加料装置为以下之一种：1)镍箔包裹的粉体，镍箔的厚度为0.05～0.3mm；2)可密封镍囊，容积为0.5～10000cm3，厚度为0.1～10mm；3)带螺纹可密封的加料装置，包括：镍制腔体、粉体加料仓，镍制腔体为底部封闭的圆筒形结构，镍制腔体下部为粉体加料仓，含有O、N、S、C的目标粉体装入粉体加料仓，刚性棒状结构下端头伸至镍制腔体，且与镍制腔体内壁通过螺纹连接，将含有O、N、S、C的目标粉体封装于粉体加料仓；(3)将预热后的加料装置迅速插入到熔体中，待熔体表面稳定后提高真空度并加功率升温；(4)高温精炼后，降低到浇注温度将熔体浇注。2.按照权利要求1所述的向高温合金熔体中添加微量O、N、S、C的方法，其特征在于，步骤(1)中，惰性气氛为高纯氩气或氦气，即首先将高温合金母合金物料放置在真空感应熔炼炉中，将熔体密闭后启动抽真空装置，待炉内真空度降至0.1Pa以下开始送电升温，合金完全熔化后关闭抽真空装置并向炉内充入1000～80000Pa高纯氩气或氦气。3.按照权利要求1所述的向高温合金熔体中添加微量O、N、S、C的方法，其特征在于，步骤(2)中，目标粉体的种类根据合金和添加目标微量元素的种类不同分类如下：(1)镍基合金添加微量O：NiO、CoO、Cr2O3、TiO2、Ti2O3、Nb2O5中的一种或两种以上；添加微量N：CrN、TiN、Co
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N、Ni
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N、NbN中的一种或两种以上；添加微量S：NiS、CoS、MoS2、WS2中的一种或两种以上；添加微量C：石墨、TiC、NbC、MoC、WC、VC、Cr3C2中的一种或两种以上；(2)钴基合金添加微量O：NiO、CoO、Cr2O3、TiO2、Ti2O3、Nb2O5中的一种或两种以上；添加微量N：CrN、TiN、Co
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N、Ni
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N、NbN中的一种或两种以上；添加微量S：NiS、CoS、MoS2、WS2中的一种或两种以上；添加微量C：石墨、TiC、NbC、MoC、WC、VC、Cr3C2中的一种或两种以上；(3)铁基合金添加微量O：NiO、CoO、Cr2O3、TiO2、Ti2O3、Nb2O5、Fe2O3、Fe3O4、MnO中的一种或两种以上；添加微量N：CrN、TiN、Co
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N、Ni
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N、NbN、氮化铁、氮化锰、氮化镍铁中的一种或两种以上；添加微量S：NiS、CoS...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛乃成，范世钢，孙士杰，侯桂臣，王振江，荀淑玲，谢君，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：