本发明专利技术公开了一种镍基合金Inconel 601及其制备方法、应用。本发明专利技术的镍基合金Inconel 601包括：1.5～1.7％的Al和0.05～0.1％的N，其中百分比均为重量百分比。本发明专利技术的镍基合金Inconel 601的抗氧化性较现有技术进一步提升，甚至可达到完全抗氧化性，更适合应用于有高抗氧化性需求的领域。高抗氧化性需求的领域。高抗氧化性需求的领域。
【技术实现步骤摘要】
镍基合金Inconel 601及其制备方法、应用
[0001]本专利技术提供了一种镍基合金Inconel 601及其制备方法、应用。
技术介绍
[0002]耐热钢广泛应用于冶金、矿山、电力、水泥机械等工业部门，如火力发电厂的锅炉喷燃器、球团矿烧结机中的篦条和熟料窑冷却机的扬料板以及水泥工业的热工设备耐热件等。这些耐热钢零部件在特殊的工况下(高温、磨料磨损等)与氧化性气体(O2、H2O、CO2和SO2等)接触时，会发生氧化反应，对工业生产和零部件的使用寿命都会产生不利的影响，所以要求材质不仅具有一定的耐磨性，还要有良好的抗氧化性，才能满足使用要求。
[0003]金属的高温抗氧化性则是指钢在高温条件下对氧化作用的抗力，是钢能否持久地工作在高温下的重要保证条件。镍基合金由于其有较高的铬含量使其可用于许多腐蚀和高温环境中，而铝的加入进一步提高了它的强度和抗氧化特性，使其具有优异的高温抗氧化性能，同时具有较好的高温力学性能和耐腐蚀性能，并且易于成形、加工和焊接，可制作成板、管、丝、带、棒、锻件等，在石油化工、冶金、热处理、环保等领域得到了广泛应用。镍基合金中的重要牌号Inconel 601，其高温抗氧化性仅为0.5g/(m2·
h)，虽然属于抗氧化性等级，但是对于一些特殊应用领域，其高温抗氧化性有待进一步提高。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题在于克服了现有技术镍基合金Inconel 601的高温抗氧化性能有待进一步提高的缺陷，提供了一种镍基合金Inconel 601及其制备方法、应用。本专利技术制备得到的镍基合金Inconel 601的抗氧化性较现有技术进一步提升，甚至可达到完全抗氧化性，更适合应用于有高抗氧化性需求的领域。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]现有技术虽有公开N元素可以有助于提高合金的抗氧化性，是在耐热合金领域，存在一个技术偏见，即N和Al元素不能同时添加，因为二者容易在熔炼和高温服役环境下结合生成AlN，降低了基体中Al元素的含量，使其抗氧化性能变差。本专利技术正是克服了这一技术偏见，在镍基合金Inconel601中创造性地添加N元素，使Inconel 601的高温抗氧化性显著提升，甚至达到完全抗氧化性等级。
[0007]本专利技术提供了一种镍基合金Inconel 601，其包括：1.5～1.7％的Al和0.05～0.1％的N，其中百分比均为各组分相对于所述镍基合金Inconel 601的重量百分比。
[0008]本专利技术中，所述Al占的重量百分比较佳地为1.6～1.7％，例如1.62％、1.65％或1.66％。
[0009]本专利技术中，所述N占的重量百分比较佳地为0.07～0.08％，更佳地为0.079％。
[0010]本专利技术中，本领域技术人员常规可以理解，所述镍基合金Inconel 601还包括Ni元素。
[0011]其中，所述Ni元素在所述镍基合金Inconel 601中所占的重量比较佳地为58.0～
601中的铝含量。
[0029]同时，Inconel 601的常规精炼工艺中，精炼时间较长，一般在20～25min，因为精炼时间越长，脱硫、发泡、去除夹杂物的效果越好，并且常规认为在20～25min的精炼时间下各原料组合才能有效地混合均匀；但是Inconel 601中铝含量较高，精炼时需要搅动钢水，钢水中的氧会析出与铝形成一层氧化膜浮在钢水表面，导致铝含量降低，抗氧化性性能不佳。本专利技术创造性地使用镍基母合金在低氧气分压下进行精炼，并配合缩短精炼时间，不仅保证了脱硫、发泡和去除夹杂物的效果，同时有效提高了成品中铝含量到1.5％以上，将Inconel 601的抗氧化性提高了一倍以上。
[0030]表1 Inconel 601合金的化学成分
[0031]元素NiCrFeAl
‑‑
含量/％58.0～63.021.0～25.0余量1.0～1.7
‑‑
元素CMnSSiCu含量/％≤0.10≤1.0≤0.015≤0.50≤1.0
[0032]本专利技术中，所述镍基母合金的制备方法可为本领域常规，一般地，将镍基合金Inconel 601的原料混合物进行熔炼，铸锭即可。
[0033]其中，所述原料混合物可为本领域常规，一般地包括镍、铬、铝。
[0034]所述原料混合物中，所述镍的纯度较佳地为不低于99.9％，更佳地为99.99％。
[0035]所述原料混合物中，所述铬的纯度可为本领域常规，较佳地为不低于99.9％，更佳地为99.99％。
[0036]所述原料混合物还可以包括铁。
[0037]原料混合物中加铁可以调整其他成分范围，而且不引入杂质元素。
[0038]其中，所述熔炼的气氛可为本领域常规，较佳地氧气分压不高于6Pa，更佳地氧气分压不高于4Pa。
[0039]其中，所述熔炼的终点可为本领域常规，较佳地使钢液无气泡、无杂质即可。
[0040]其中，所述熔炼后、所述铸锭前较佳地还包括取样分析、调整元素含量，使Al含量满足如上所述，其他元素满足Inconel 601的标准要求。
[0041]所述调整元素含量可通过本领域常规的方法实现，一般地添加所述取样分析得出的元素含量低于目标值的组分即可。
[0042]原料混合物熔炼过程中会有少量的铝、铬被氧化导致镍基母合金中的Al、Gr含量较原料混合物中铝和铬的占比下降，通过上述取样分析和调整元素含量步骤可以调整镍基母合金中各元素的含量。
[0043]本专利技术中，所述镍基母合金较佳地还包括氮元素。
[0044]其中，所述氮元素在所述镍基母合金中的重量比较佳地为0.05
‑
0.1％。
[0045]所述镍基母合金中包括所述氮元素时，所述原料混合物可包括本领域常规的含氮元素的金属化合物。其中，所述含氮元素的金属化合物较佳地为氮化铬铁。
[0046]所述氮化铬铁中氮的含量可为本领域常规，较佳地不低于5wt.％，更佳地为10wt.％。
[0047]加氮化铬铁不会在体系中引入杂质元素，铁和铬都是镍基合金Inconel601的有益元素。
[0048]专利技术人研究中发现，Inconel 601中加入氮元素，不仅克服了N和Al元素不能同时添加的技术偏见，还显著地进一步提升了Inconel 601的高温抗氧化性，使其达到完全抗氧化性等级。
[0049]本专利技术中，所述精炼的时间较佳地为8～12min，更佳地为10min。
[0050]本专利技术中，所述精炼的温度可为本领域常规，较佳地为1500～1600℃，更佳地为1600℃。
[0051]本专利技术中，所述氧化性气体可为本领域常规能将铝氧化为氧化铝的气体，一般地包括O2。
[0052]本专利技术中，所述氧化性气体的分压较佳地小于0.3Pa，更佳地小于0.2Pa。
[0053]其中，所述精炼的气氛可通过本领域常规的方法实现，较佳地，先抽本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种镍基合金Inconel 601，其特征在于，其包括：1.5～1.7％的Al和0.05～0.1％的N，其中百分比均为重量百分比。2.如权利要求1所述的镍基合金Inconel 601，其特征在于，所述Al占的重量百分比为1.6～1.7％，较佳地为1.62％、1.65％或1.66％；和/或，所述N占的重量百分比为0.07～0.08％，较佳地为0.079％。3.如权利要求1所述的镍基合金Inconel 601，其特征在于，所述镍基合金Inconel 601还包括Ni，所述Ni占的重量比为58.0～63.0％；和/或，所述镍基合金Inconel 601还包括Cr，所述Cr占的重量比为21.0～25.0％，例如23％；和/或，所述镍基合金Inconel 601还包括C，所述C占的重量比不高于0.1％，例如0.006％或0.0008％；和/或，所述镍基合金Inconel 601还包括Mn，所述Mn占的重量比不高于1.0％，例如0.44％、0.647％、0.562％或0.46％；和/或，所述镍基合金Inconel 601还包括S，所述S占的重量比不高于0.015％；和/或，所述镍基合金Inconel 601还包括Si，所述Si占的重量比不高于0.50％，例如0.002％、0.003％、0.004％或0.006％；和/或，所述镍基合金Inconel 601还包括Cu，所述Cu占的重量比不高于1.0％，例如0.13％或0.025％。4.一种镍基合金Inconel 601的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：镍基母合金进行精炼、浇铸即可；所述精炼的时间为8～15min，所述精炼的气氛中氧化性气体的分压均不高于0.6Pa，所述浇铸的气氛中氧化性气体的分压均不高于0.6Pa；所述镍基母合金包括Al，所述Al在所述镍基母合金中所占重量比为1.5～1.7％。5.如权利要求4所述的镍基合金Inconel 601的制备方法，其特征在于，所述镍基母合金的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艺仟，
申请(专利权)人：上海中洲特种合金材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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