【技术实现步骤摘要】
本申请涉及高温合金冶炼，尤其涉及一种降低高温合金中硫含量的熔炼方法及高温合金。
技术介绍
1、高温合金是指能够在600℃以上高温承受较大的复杂应力，并具有较好稳定性的高合金化镍基、钴基的奥氏体金属材料，由于其较高的高温强度、良好的疲劳性能、良好的抗氧化、抗腐蚀等综合性能，目前被广泛应用于航空航天发动机、燃气轮机和核反应堆的关键热端部件。而无论是铸造高温合金还是变形高温合金，其质量及工作性能主要取决于母合金的冶金质量，因此如何获得低杂质高纯净的母合金是极其重要的。
2、目前大多高温合金母合金的熔炼均采用真空感应熔炼技术，真空感应熔炼的优点在于合金中的杂质和气体可以在真空感应熔炼技术中易于去除。由于真空感应熔炼炉中较大的真空度有利于蒸发有色金属杂质或生成易于上浮的夹杂物，后续可以通过过滤除去这些杂质元素。虽然真空感应熔炼能够对合金进行很大程度的提纯，但是冶炼合金时仍然会有一定含量的o、n、s等杂质元素的留存，而o、n和s是高温合金中最主要的有害杂质元素。如果高温合金中对氧、氮等气体杂质元素吸附性强的合金元素较多，它们在合金中会主要以氧化物、氮化物等夹杂形态存在，这些夹杂物可以作为疲劳裂纹的萌生处，从而影响高温合金的性能并降低材料的疲劳寿命；同时高温合金中的s偏聚于晶界或相界，并使晶界和相界弱化，成为裂纹产生和扩展的通道。因此这些杂质元素的存在对合金的性能极为不利，必须通过纯净化冶炼把它们尽可能控制在极低水平。
3、但是目前真空感应熔炼过程难以简易的将合金中杂质元素氧、氮和硫的含量降低到5ppm以下，因此如何提
技术实现思路
1、本申请提供了一种降低高温合金中硫含量的熔炼方法及高温合金，以解决现有技术中空感应熔炼过程难以简单可行且易于实现的降低合金中杂质元素氧、氮和硫含量的技术问题。
2、第一方面，本申请提供了一种降低高温合金中硫含量的熔炼方法，所述熔炼方法包括：
3、由上到下依次填入第一金属元素和部分的碳，后进行真空感应熔炼和一次精炼，得到合金液；
4、对所述合金液进行降温，以使合金液表面冷冻结膜，后加入第二金属元素和剩下的碳，以进行二次精炼，得到熔体；
5、对所述熔体进行冷却至所述熔体表面结膜，后向所述熔体内加入预熔渣，以进行造渣脱硫，得到脱硫熔体；以及，
6、对所述脱硫熔体进行调温浇注，并进行过滤，得到高温合金；
7、其中，所述第一金属元素为与o和n亲和力较低的金属元素，所述第一金属元素包括ni、fe、mo和cr；
8、所述第二金属元素为强氮化物和氧化物形成金属元素，所述第二金属元素包括nb、ta、ti和al；
9、所述真空感应熔炼包括采用梯度熔炼的方式进行真空感应熔炼；
10、所述预熔渣的成分包括cao、al2o3和caf2；。
11、所述调温浇注包括采用预设的钢液温度与浇注速度的关系曲线进行调温浇注。
12、可选的，所述梯度熔炼满足：
13、当真空度≤1pa时，采用第一预设功率进行初步加热熔化，以排出原料上附着的气体杂质；
14、当真空度≤0.8pa时，采用第二预设功率进行后续加热熔化，以熔化全部原料；
15、所述第一预设功率为120kw～160kw，所述第二预设功率为250kw～290kw。
16、可选的，所述一次精炼的温度为1580℃～1600℃，所述一次精炼的时间为30min～40min。
17、可选的，所述二次精炼的温度为1600℃～1650℃，所述二次精炼的时间为8min～10min。
18、可选的，所述对所述熔体进行冷却至所述熔体表面结膜，后向所述熔体内加入预熔渣，以进行造渣脱硫，得到脱硫熔体，包括步骤：
19、对预熔渣进行预热，得到预热的预熔渣；
20、对所述熔体进行冷却至所述熔体表面结膜，后向所述熔体中加入所述预热的预熔渣，得到混合熔体；
21、对所述混合熔体进行加热，以进行深度脱硫，后进行低温精炼处理，得到脱硫熔体。
22、可选的，所述预热的温度为300℃～600℃；和/或，
23、所述深度脱硫的温度为1600℃～1650℃，所述深度脱硫的时间为30min～50min；和/或，
24、所述低温精炼处理的温度为1530℃～1580℃，所述低温精炼处理的时间为15min～25min。
25、可选的，所述调温浇注包括采用预设的钢液温度与浇注速度的关系曲线进行调温浇注，所述关系曲线满足：
26、y＝1526.65-42.83x，
27、式中，y为钢液温度，x为浇注速度；
28、所述浇注速度为2.8kg/s～3.1kg/s。
29、可选的，所述调温浇注的功率为80kw～120kw，所述调温浇注的温度为1470℃～1490℃。
30、可选的，所述cao、al2o3和caf2的质量比为7～9:1:1。
31、第二方面，本申请提供了一种高温合金，所述高温合金是第一方面所述的熔炼方法所得的，以质量分数计，所述高温合金的化学成分包括：
32、c:0.05％～0.16％，cr:15.0％～23.0％，fe:0％～20％，mo:2.0％～10.0％，al:0.2％～7.5％，ti:0％～1.2％，nb:0％～6.0％，ta:0％～4.0％，其余为ni和不可避免的杂质。
33、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
34、本申请实施例提供的一种降低高温合金中硫含量的熔炼方法，通过将原料分成两批加入，先随炉加入c进行脱氧，并加入与o和n亲和力较弱的ni、fe、mo和cr，以进行真空感应熔炼和一次精炼，可以通过精炼的方式大幅度脱除原料加入过程所引入的o和n元素，避免氧化物和氮化物夹杂的形成，随后加入c进行合金化，并加入强氮化物和氧化物形成元素nb、ta、ti和al，能够进一步减少氧化物、氮化物夹杂的形成，并且还能精确控制c、nb、al、ti等元素的成分，再加入预熔渣进行深度脱硫，可以有效脱除高温合金中的s，最后通过调温浇注和过滤的方式，采用预设的钢液温度与浇注速度的关系曲线进行调温浇注，可以有效促进o和n元素的进一步挥发，同时还可以将形成的氧化物、氮化物和硫化物过滤掉，避免这些杂质进入合金锭中并使得最终的o、n和s的含量之和≤8ppm，因此可以最终简单可行且易于实现的通过真空感应熔炼技术得到o、n和s的含量都在5ppm以下的高温合金。
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1.一种降低高温合金中硫含量的熔炼方法，其特征在于，所述熔炼方法包括：
2.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述梯度熔炼满足：
3.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述一次精炼的温度为1580℃～1600℃，所述一次精炼的时间为30min～40min。
4.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述二次精炼的温度为1600℃～1650℃，所述二次精炼的时间为8min～10min。
5.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述对所述熔体进行冷却至所述熔体表面结膜，后向所述熔体内加入预熔渣，以进行造渣脱硫，得到脱硫熔体，包括步骤：
6.根据权利要求5所述的熔炼方法，其特征在于，所述预热的温度为300℃～600℃；和/或，
7.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述关系曲线满足：
8.根据权利要求1或7所述的熔炼方法，其特征在于，所述调温浇注的功率为80kW～120kW，所述调温浇注的温度为1470℃～1490℃。
9.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特
10.一种高温合金，其特征在于，所述高温合金是由权利要求1-9任一项所述的熔炼方法所得的，以质量分数计，所述高温合金的化学成分包括：
...【技术特征摘要】
1.一种降低高温合金中硫含量的熔炼方法，其特征在于，所述熔炼方法包括：
2.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述梯度熔炼满足：
3.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述一次精炼的温度为1580℃～1600℃，所述一次精炼的时间为30min～40min。
4.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述二次精炼的温度为1600℃～1650℃，所述二次精炼的时间为8min～10min。
5.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，所述对所述熔体进行冷却至所述熔体表面结膜，后向所述熔体内加入预熔渣，以进行造渣脱硫，得到脱硫熔体，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：安宁，薛佳宁，赵文倩，张志伟，高杨，李嘉杰，康健英，方进有，刘海稳，牛永吉，邓睿，李慧威，赵斌，
申请(专利权)人：北京北冶功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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