【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金成分设计和制备，具体涉及一种均质高w镍基高温合金k465的均质化制备方法。
技术介绍
1、镍基高温合金具有优异的高温组织稳定性、抗氧化性、抗热腐蚀性，以及高温蠕变及疲劳抗性，被广泛应用于制造先进航空航天发动机，以及燃气轮机的热端部件。随着对高温合金部件承温能力要求的不断提高，高温合金在成分设计时普遍追求高合金化以及高难熔元素占比，以提高合金的固溶强化水平。与目前广泛研究的re、ru等添加元素相比，w的价格较低，且在镍基高温合金中具有优良的强化作用，可在一定程度上可取代re、ru等元素，因此，对于高w合金化镍基高温合金的研究和使用已引起各国研究学者的广泛关注。
2、但w的密度较大，约为19.35g/cm3，远高于镍基高温合金的平均密度(约为8.4g/cm3)，因此高w合金锭在制备期间容易出现比重偏析现象，造成合金锭成分不均匀，进而导致定量切取后铸件的性能一致性较差。另一方面，w的熔点较高，在合金凝固期间的凝固顺序较为靠前，导致合金中析出富w相的倾向性较大，这些富w相即使在二次重熔期间依然可以短程有序团簇形式存在于熔体中，具有较高的组织遗传性。因此，制备出均质化的高w镍基高温合金锭有助于提高该类合金的性能稳定性，扩展其使用潜能和应用范围。
3、合金的均质性主要取决于浇注前熔体的成分均匀性以及凝固期间的组织均匀性。采用真空感应炉，配合电磁搅拌耦合作用，能够保证熔体成分均匀，但进行合金锭浇注后，由于合金锭不同位置凝固顺序的差别，先析出的高熔点相长大消耗了熔体中的大量难熔元素，导致合金锭的成分均匀
4、前期研究发现，大尺寸合金锭在浇注期间，浇注过程与凝固过程同时发生，并且工程化应用的大模组中，不同部位合金锭的凝固组织主要与其所在位置的蓄热量以及系统的温度上升速率有关，可通过调控不同位置的浇注速率以及金属型模管厚度控制合金在浇注期间的动态凝固行为，进而获得整体组织一致性较好的合金锭。当浇注速率过快时，模管被迅速注满，此时模管与合金液之间换热较少，容易导致热芯现象，芯部富w相析出概率大幅度增加；当浇注速率过慢时，下部先凝固部位的高熔点相容易长大，导致合金组织、成分分布不均匀。当模管壁较薄时，模管蓄热量低、升温速率较快，容易引起合金锭中部出现热芯；而当模管壁较厚时，模管蓄热量高，合金锭初始凝固速率较快，高熔点相长大时间长，且厚壁模管占用浇注面积较大，影响合金产量。
5、因此，本专利技术设计一种操作简单，经济实用的均质化高w镍基高温合金锭工程化制备方法，不仅有助于提高合金质量，还有助于提高该类合金铸件的性能稳定性，推动我国低成本高w合金化的制备及应用，具有重要的社会意义和经济意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种均质高w镍基高温合金k465的均质化制备方法，解决发高w镍基高温合金k465合金锭均质化问题。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种均质高w镍基高温合金k465的均质化制备方法，包括如下步骤：
4、(1)根据所述高w镍基高温合金k465的化学成分设计al、ti、w含量，(al+ti)与w的比值应在0.76～0.80范围内，可避免合金锭中大量析出大尺寸富w相以及共晶组织；
5、(2)合金熔炼：依次进行超高温熔体处理和低温精炼方式以保证熔体成分均匀；其中：超高温熔体处理温度不低于1500℃，低温精炼温度介于1380～1420℃之间；
6、(3)组装浇注模组：根据制备合金锭数量分成若干4×4模组单元，模组单元由4根壁厚30mm模管和12根20mm壁厚模管组成，模管高度约为1000mm；
7、(4)将组合好的模组放入马弗炉中进行预热处理；
8、(5)浇注：浇注时熔体温度约为1420℃，浇注结束后炉内保温5～10min后出炉，即可批量获得均质高w镍基高温合金锭。
9、所述高w镍基高温合金k465按重量百分含量计的化学成分如下：
10、c：0.13～0.2％，cr：8.0～9.5％，co：9.5～10.5％，w：9.5～11.0％，mo：1.2～2.4％，al：5.1～6.0％，ti：2.0～2.9％，nb：0.8～1.2％，zr≤0.04％，b≤0.035％，ni余量。
11、所述高w镍基高温合金k465按重量百分含量计的化学成分中，(al+ti)与w的比值应在0.76～0.80范围内，可避免合金锭中大量析出大尺寸富w相以及共晶组织。
12、上述步骤(3)中，30mm壁厚模管位于中心及四角位置，20mm壁厚模管位于外侧其他位置，模管底部用石墨垫封闭，顶部安装80～120mm高硅酸铝材质冒口，并采用浇注分配器控制浇注速率，浇注速率分布为：20mm壁厚模管对应的浇注口直径约为φ13mm，20mm壁厚模管对应的浇注口直径约为φ10mm。
13、上述步骤(4)中，预热工艺参数为：预热温度650℃，预热时间3h，以保证模组中不同位置模管的温度基本相同。
14、本专利技术的优点和有益效果如下：
15、1、为避免合金在凝固期间析出高w相或大尺寸共晶，合金成分中(al+ti)与w的比值应在0.76～0.80范围内。
16、2、为保证模组内不同合金锭的冷却环境一致性，采用控制不同位置合金锭的浇注速率及模管蓄热量方式，通过精确控制不同位置铸锭的冷却环境，以达到各合金锭不同位置成分均匀的效果。
17、3、本专利技术工艺方法制备的合金锭成分均匀，不同合金锭主元素浓度差≤0.2％，微量元素浓度差≤0.02％。本专利技术涉及的均质高w镍基高温合金k465的制备方法适用于工程化生产应用，实施难度低，效果显著。
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1.一种均质高W镍基高温合金K465的均质化制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的均质高W镍基高温合金K465的均质化制备方法，其特征在于：按重量百分含量计，所述高W镍基高温合金K465的化学成分如下：
3.根据权利要求2所述的均质高W镍基高温合金K465的均质化制备方法，其特征在于：所述高W镍基高温合金K465按重量百分含量计的化学成分中，(Al+Ti)与W的比值应在0.76～0.80范围内，可避免合金锭中大量析出大尺寸富W相以及共晶组织。
4.根据权利要求1所述的均质高W镍基高温合金K465的均质化制备方法，其特征在于：步骤(3)中，30mm壁厚模管位于中心及四角位置，20mm壁厚模管位于外侧其他位置，模管底部用石墨垫封闭，顶部安装80～120mm高硅酸铝材质冒口，并采用浇注分配器控制浇注速率，浇注速率分布为：20mm壁厚模管对应的浇注口直径约为φ13mm，20mm壁厚模管对应的浇注口直径约为φ10mm。
5.根据权利要求1所述的均质高W镍基高温合金K465的均质化制备方法，其特征在于：步骤(4
...【技术特征摘要】
1.一种均质高w镍基高温合金k465的均质化制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的均质高w镍基高温合金k465的均质化制备方法，其特征在于：按重量百分含量计，所述高w镍基高温合金k465的化学成分如下：
3.根据权利要求2所述的均质高w镍基高温合金k465的均质化制备方法，其特征在于：所述高w镍基高温合金k465按重量百分含量计的化学成分中，(al+ti)与w的比值应在0.76～0.80范围内，可避免合金锭中大量析出大尺寸富w相以及共晶组织。
4.根据权利要求1所述的均...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯绍山，张典，
申请(专利权)人：辽宁红银金属有限公司，
类型：发明
国别省市：
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