一种高合金比难变形高温合金电极坯退火工艺制造技术

本发明专利技术公开一种高合金比难变形高温合金电极坯退火工艺，其目的是消除电极坯内部残余应力、改善强化相形貌，避免电极坯冷却过程和后续熔炼过程产生裂纹。本发明专利技术开发一种真空感应冶炼电极坯退火工艺，包括入退火炉方式、升温速率、退火温度、退火保温时间、降温速率、出炉方式；电极坯脱模后快速高温装入退火炉，防止热应力裂纹形成；高温1185℃

【技术实现步骤摘要】
一种高合金比难变形高温合金电极坯退火工艺


[0001]本专利技术属于金属材料冶炼领域，具体涉及一种高合金比难变形高温合金电极坯退火工艺。

技术介绍

[0002]难变形高温合金通常是指强化相质量分数高达40％以上的一类变形高温合金，其成分中含有大量的固溶强化和时效强化元素，如GH141、GH586、GH175、GH975、GH105、GH720Li等合金，具有合金化程度高、强化相含量多、导热性能差、塑性低、变形抗力大、热加工温度范围窄等特点，利用传统变形工艺难以顺利进行热加工的高温合金。主要用于航空航天发动机和燃气轮机涡轮转子、叶片等高温大应力、高温燃气腐蚀环境下工作的关键部件。该类合金目前国内主要采用真空感应炉冶炼电极坯，经真空自耗炉重熔精炼，电极坯质量对自耗重熔的过程稳定性及重熔钢锭质量影响显著。此类合金真空感应熔炼后浇铸的电极坯，在冷却过程中受热应力以及强化相析出产生的组织应力影响，电极坯内部会产生巨大的内应力，当叠加后的应力超过合金局部抗拉强度时，就会出现大量横向和纵向裂纹，同时在后续重熔精炼过程中，随着电极坯熔化端附近温度的逐渐升高，强化相含量会持续增多，产生时效强化效果，造成内部应力继续增加，进而使裂纹扩展，严重影响重熔过程的稳定性，易形成偏析、夹杂等冶金缺陷，严重的情况会产生掉块现象，使冶炼被迫停止。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开一种高合金比难变形高温合金电极坯退火工艺，其目的是能够更好的达到消除电极坯内部残余应力、改善强化相形貌，避免电极坯冷却过程和后续熔炼过程产生裂纹，从而提高重熔过程稳定性及重熔锭内部质量。
[0004]采取以下具体技术方案：
[0005]⑴
退火炉准备：炉温达到退火温度1185℃
±
10℃；
[0006]⑵
电极坯脱模转移：真空感应炉冶炼浇注电极坯，电极坯脱模并快速导入退火炉，脱模到入退火炉时间控制在1h以内；
[0007]⑶
退火工艺：退火炉装电极坯后，需快速升温到退火温度1185℃
±
10℃，到温后保温10h～15h，保温时间根据电极坯尺寸确定,Φ340mm和Φ430mm电极坯采用10h～12h、Φ580mm电极采用15h；降温工艺：到达保温时间后，以30℃/h～50℃/h冷速随炉缓冷，之后按工艺
①
400℃以下出炉空冷，也可按工艺
②
冷却到800℃～850℃出炉包裹石棉缓慢冷却。
[0008]本专利技术创新点在于：开发一种真空感应冶炼电极坯退火工艺，包括入退火炉方式、升温速率、退火温度、退火保温时间、降温速率、出炉方式。
[0009]电极坯脱模后快速高温装入退火炉，可减小电极坯内部高温区域逐渐冷却过程中与电极坯表面先冷却部位产生的拉应力，防止热应力裂纹形成；高温1185℃
±
10℃退火，保温10h～15h的退火工艺，可使γ
’
强化相完全回溶，M6C、M
23
C6等二次碳化物大部分回溶，同时高温下可使凝固过程中析出的不规则大颗粒一次碳化物，边缘产生回溶及扩散作用，使
尖角部位趋于圆滑，减少与基体产生应力集中现象，避免此处受热应力及组织应力造成开裂。
[0010]退火后缓冷可减少电极坯内外温差，减小热应力影响，同时随着电极坯温度逐渐降低，首先析出尺寸粗大的γ
’
相，该强化相由于尺寸远超过临界尺寸，强化效果较弱，后期低温时析出的具有强化效果的γ
’
相数量较少，因此电极坯内部组织应力大幅度降低。
[0011]本专利技术具有以下技术效果：
[0012]1)电极坯自耗重熔过程熔速平稳，无明显波动；
[0013]2)锻造棒材成份、组织均匀，性能稳定。
附图说明
[0014]黑色曲线为熔速曲线，白色曲线为熔滴曲线。
[0015]图1为GH141合金电极坯采用本专利技术工艺退火后自耗Φ508mm锭曲线；
[0016]图2为GH141合金电极坯采用本专利技术工艺
①
退火后自耗Φ508mm锭曲线；
[0017]图3为GH586合金电极坯采用本专利技术工艺
②
退火后自耗Φ406mm锭曲线。
具体实施方式
[0018]下面通过实施例结合附图详述本专利技术。
[0019]实施例1
[0020]执行工艺：GH141合金Φ430mm电极坯退火工艺
①
。
[0021]1.1退火炉准备：炉温达到退火温度1185℃
±
10℃；
[0022]1.2浇注电极坯后保温适当时间后脱模；
[0023]1.3脱模后在1h以内保证电极装入退火炉；
[0024]1.4关炉门后快速升温到退火温度1185℃
±
10℃，到温后保温15h；
[0025]1.5降温工艺：到达保温时间后，以30℃/h～50℃/h冷速随炉缓冷，冷却到400℃出炉空冷；
[0026]1.6通过以上工艺退火后的电极坯，经车光扒皮后进行自耗重熔Φ508mm钢锭，重熔曲线如图1所示，熔速和熔滴曲线平稳无较大波动，较其它退火工艺的电极坯自耗曲线有明显改善。
[0027]实施例2
[0028]执行工艺：GH141合金Φ430mm电极坯退火工艺
②
。
[0029]2.1退火炉准备：炉温达到退火温度1185℃
±
10℃；
[0030]2.2浇注电极坯后保温适当时间后脱模；
[0031]2.3脱模后在1h以内保证电极装入退火炉；
[0032]2.4关炉门后快速升温到退火温度1185℃
±
10℃，到温后保温15h；
[0033]2.5降温工艺：到达保温时间后，以30℃/h～50℃/h冷速随炉缓冷，冷却到800℃～850℃出炉包裹石棉缓慢冷却；
[0034]2.6通过以上工艺退火后的电极坯，经车光扒皮后进行自耗重熔Φ508mm钢锭，重熔曲线如图2所示，熔速和熔滴曲线平稳无较大波动，较其它退火工艺的电极坯自耗曲线有明显改善，与同退火工艺不同出炉冷却方式的电极坯自耗曲线相当。
[0035]实施例3
[0036]执行工艺：GH586合金Φ340mm电极坯退火工艺
①
。
[0037]3.1退火炉准备：炉温达到退火温度1185℃
±
10℃；
[0038]3.2浇注电极坯后保温适当时间后脱模；
[0039]3.3脱模后在1h以内保证电极装入退火炉；
[0040]3.4关炉门后快速升温到退火温度1185℃
±
10℃，到温后保温10h；
[0041]3.5降温工艺：到达保温时间后，以30℃/h～50℃/h冷速随炉缓冷，冷却到400℃出炉空冷；
[0042]3.6通过以上工艺退火后的电极坯，经车光扒皮后进行自耗重熔Φ406mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高合金比难变形高温合金电极坯退火工艺，其特征在于，所述电极坯退火工艺包括：
⑴
退火炉准备：炉温达到退火温度1185℃
±
10℃；
⑵
电极坯脱模转移：真空感应炉冶炼浇注电极坯，电极坯脱模并快速导入退火炉，脱模到入退火炉时间控制在1h以内；
⑶
退火工艺：退火炉装电极坯后，需快速升温到退火温度1185℃
±
10℃，到温后保温10h～15h，保温时间根据电极坯尺寸确定,Φ340mm和Φ430mm电极坯采用10h～12h、Φ580m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，牟风，马野，燕云，冯淑玲，汝亚彬，孙秀华，孙立国，王琳，康爱军，刘宝石，王海江，冯涛，谭凯，龙晓东，高强，马兵刚，谷强，
申请(专利权)人：抚顺特殊钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：