【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温合金制备，具体涉及一种可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法。
技术介绍
1、高温合金具有良好的高温强度、抗氧化和腐蚀性能，并且具有良好的组织稳定性，是能源工业不可替代的关键材料。传统的9-12％cr铁素体耐热钢和现存的ni-cr奥氏体耐热钢都无法达到温度高于700℃时10万小时持久最低应力100mpa的水平。为了提高电站发电热效率，减少温室气体排放，建设资源节约和环境友好型社会，大容量、高参数的超超临界机组代表了我国电站发展的方向。因此，随着超超临界机组压力和温度的提高，对超超临界机组关键部件用合金材料的研发提出了更高的要求。700℃超超临界机组关键部件必须使用镍基高温合金，而我国高温合金材料成分的精准控制难题严重制约了高性能合金材料的制备，进而影响超超临界机组的快速发展。
2、由于镍基高温合金主要通过加入al和ti等活泼元素来析出第二相强化高温性能，必须采用真空感应熔炼技术制备超超临界汽轮机叶片用镍基高温合金材料。镍基高温合金在真空感应熔炼时，感应炉内处于高真空的负压状态，由于碳具有很强的脱氧能力，其产物如co等会被真空控制系统抽出，极易造成合金材料中有效碳元素的降低。同时，传统的通过直接投入碳棒的方法并不能有效且准确的控制高温合金成品中的碳含量，因为碳棒熔点很高，需要很长的精炼时间使碳棒逐渐熔入合金中。但是过长的精炼时间容易造成能源的浪费以及其它合金元素和微量元素的挥发，并且由于碳的强脱氧作用，也会造成碳本身的挥发。从而难以准确控制高温合金中各种元素的含量。目前已有多种方式加入碳，例如：在真
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法。
2、本专利技术一种可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，按以下步骤实现：
3、1)按照目标镍基高温合金成分含量将除镍碳棒中的镍和ni80mg20合金中的镍以外的纯ni和纯cr在真空感应炉中熔炼；
4、2)待纯ni和纯cr全部熔清后将真空感应炉功率调至0kw，冷凝15-20分钟使感应炉中的合金表面结膜，再从感应炉顶部加料室中投入镍碳棒，然后缓慢提高真空感应炉功率至30kw熔化镍碳棒，熔炼后冷凝10分钟，待表面结膜后提高功率到10kw，之后每过1分钟快速提高功率10kw直到50kw保温2分钟，然后调低功率到0kw，冷凝30分钟；
5、3)开炉加入目标镍基高温合金成分所需的纯al和纯ti，并将ni80mg20合金放置在真空感应炉顶部投料室备用，重新抽真空至1-2pa，在50kw化清全部合金材料以后，在1分钟内缓慢降低功率到0kw，冷却10分钟，操纵加料杆将真空感应炉顶部加料室中的ni80mg20合金投入感应炉中，提高功率到30kw，3分钟后直接提高到50kw，保持2分钟后降低到30kw保持1分钟，降低功率到10kw浇铸成型，制得镍基高温合金材料。
6、本专利技术制备方法可精准控制碳含量的原理为：真空感应熔炼过程中，感应炉处于高真空状态，加入镍碳棒后，极少量的碳会参与脱氧反应，高真空环境可以有效减少碳的损耗且有害杂质得以挥发排出，保证后续更多的碳将参与扩散进入到镍基高温合金材料中。加入镍碳棒以后，有2次熔炼+冷凝过程：第一次采用30kw熔化镍碳棒并结合冷凝10分钟，低功率配合短时间冷凝，由于是经过粉末化处理的镍和碳，此时碳可以在很短的时间内混入表层的液态合金材料中。第二次采用快速提高功率到50kw熔化合金材料，可以加速冲开熔池结膜，熔炼过程中合金液体上下翻滚，充分保证了整个熔池中碳的快速均匀分布，且粉末化的碳非常容易扩散进入周围合金材料中，较短的精炼时间也减少了碳本身的挥发，同时在后续30分钟冷凝过程中也给予了碳扩散进入合金基体中更多时间。
7、本专利技术镍基高温合金的制备方法能够精准控制镍基高温合金的碳含量，简单易操作，值得推广应用。
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1.一种可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，按以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述镍碳棒的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，步骤b中，ε1=75%，ε2=88%。
4.根据权利要求2所述可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述镍粉的粒径为80目。
5.根据权利要求1所述可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，步骤1）中，镍碳棒在放入真空感应炉顶部的加料室之前必须烘干。
【技术特征摘要】
1.一种可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，按以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述镍碳棒的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述可精准控制碳含量的镍基高温合金的制备方法，其特征在于，步骤b中...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐裕来，谭志龙，巫小飞，王兴宇，罗仙慧，彭韬，
申请(专利权)人：贵研功能材料云南有限公司，
类型：发明
国别省市：
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