一种铸造镍基合金k417g返回料的熔炼方法
专利名称：一种铸造镍基合金k417g返回料的熔炼方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方
法。
背景技术：
铸造镍基合金K417G是发动机叶片的制作材料，该合金具有较高的相稳定性，与 K417合金相比该合金Co和Ti含量较低，高了该合金长时间工作条件下的相稳定性，850°C 长时效后不析出ο相，不仅具有K417合金密度小、塑性好、中温强度高的优点，且价格相对便宜，适合作为航空发动机的涡轮叶片及导向叶片，在地面燃机的中也有广泛的应用。采用铸造镍基合金K417G生产铸件的过程中，60%以上的合金为浇冒系统，铸件制备过程中产生大量的废铸件，合金的总利用率仅为2(Γ30% ；合金中的大量贵重金属不能得到有效利用，如何利用铸造镍基合金K417G的返回料和废铸件是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，利用铸造镍基合金 K417G返回料和废铸件作为原料，重新熔炼后调整成分，熔炼成性能与原始K417G合金相同的产品。本发明的方法按以下步骤进行
1、将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
2、将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待返回料熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼2(T40min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得一次料锭；
3、分析一次料锭的化学成分；
当一次料锭的化学成分符合按重量百分比为C 0. 16^0. 20%, Al 5.广5.5%，Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0. 75%, Zr 0. 06、. 08%，余量为Ni和杂质时，将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min，然后自然降温至表面结膜；将结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金；
当一次料锭的化学成分超出上述范围时，准备C、Al、Ti、Cr、CrB、Co、Mo、AlV和/或& 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合上述成分范围；将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至1530 士 10°C，再在1530 士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min ；精炼结束后自然降温至表面结膜，然后在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸
造合金。上述的K417G镍基铸造合金的成分按重量百分比为C 0. Γθ. 20%, Al 4. 9 5. 7%, Ti 4. 2 4. 7%, Cr 8. 6 9. 5%, Co 9. 2 11. 0%, Mo 2. 55 3. 50%, B 0. 013 0. 022%, VO. 60 0· 90%, Zr 0. 05 0. 09%，余量为Ni和不可避免杂质。上述的步骤2中加热至1530士 10°C，控制升温时间为95 140min。上述的步骤3中加热至1530士 10°C，控制升温时间为10(Tl50min。上述的步骤2中在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10.66Pa;在 1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼时，真空度彡1. 331^。上述的步骤3中在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10.66Pa;在 1530 士 10°C和真空条件下进行第二次精炼时，真空度彡1.33Pa;的在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料时，控制真空度彡1.331^。本发明的方法利用铸造镍基合金K417G的返回料作为原料，经过两次熔炼并加入调节物料成分的合金，制成的料锭的化学成分、性能指标均达到原始铸造镍基合金K417G 的标准，中抗拉强度、持久寿命和热疲劳性能等方面与新料相当；利用铸造镍基合金K417G 的返回料和作为原料能够大量减少贵重金属消耗，降低制备该合金铸件的生产成本。
具体实施例方式本发明实施例中采用的C符合GBl似6-1978技术标准，Al符合GB/T1196-2002技术标准，Ti符合GB/T3620. 1-1994技术标准，Cr符合GB/T3211-1987技术标准，CrB符合 Q/3B272-2006技术标准，Co符合YS/T255-2000技术标准，Mo符合GB/T3462-1982技术标准，AlV符合GB5063-85技术标准，Zr符合YS/T397-1994技术标准。本发明实施例中铸造镍基合金K417G在制备铸件时产生的返回料是指浇注系统部分和废铸件。本发明实施例中制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为64(T680MPa，相对延伸率为6 10%，断面收缩率为8 12%。本发明实施例中制备的铸造镍基合金K417G的杂质成分按重量百分比为 Si 彡 0. 2%, Mn 彡 0. 2%，S 彡 0. 010%, P 彡 0. 015%, Fe 彡 1. 0%, Pb 彡 0. 0005%, Bi 彡 0. 0001%, As 彡 0. 005%, Sn 彡 0. 002%, Sb 彡 0. 1%。实施例1
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66 条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为140min，待全部返回料熔化后，在1530士 10°C和真空度 (1. 33Pa条件下进行第一次精炼20min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 14%，A15. 4%，Ti 4. 1%，Cr 9. 1%，Co 9. 95%, Mo 2. 95%, B 0. 016，VO. 55%, Zr 0. 04%，余量为 Ni 和杂质，准备 C、Ti、CrB, VAl 和 ^ 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合按重量百分比为
4C 0. 16 0· 20%, Al 5. Γδ. 5%, Ti 4. 4 4· 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3· 05%, B 0. 017 0· 022%, V0. 70 0· 75%, Zr 0. 06 0· 08%，余量为Ni和杂质的成分范围，然后将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为IOOmin ；待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第二次精炼 30min，再自然降温至金属液表面结膜，然后在真空度< 1.33Pa条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为 C 0. 18%,Al 5. 5%,Ti 4. 5%,Cr 9. 2%,Co 9. 9%,Mo 2. 94%,B 0. 020%,V0. 71%, Zr 0. 07%，余量为Ni和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为640MPa，相对延伸率为6%，断面收缩率为12% ；
将制成的铸造镍基合金K417G制成直径5mm的试样，在试验应力235MPa和试验温度 950°C条件下(延伸率无要求)进行高温持久性能试验，测得时间> 40min。实施例2
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下，先加热至1530士 10°C，待全部返回料熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第一次精炼40min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至 1450士 10°C冲膜，控制升温时间为120min，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 18%, Al 3.9%，Ti 4.6%，Cr 9.2%， Co8. 8%, Mo 2. 1%，B 0. 022%, V0. 73%, Zr 0. 07%,余量为 Ni 和杂质，准备 Al、Co 和 Mo 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合按重量百分比为C 0. 16 0. 20%, Al 5. Γ5. 5%, Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0· 75%，Zr 0. 06 0. 08%，余量为Ni和杂质的成分范围，然后将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为 120min，一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第二次精炼30min， 再自然降温至金属液表面结膜，然后在真空度< 1.33Pa条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为 C 0. 17%, Al 5. 3%, Ti 4. 5%, Cr 8. 7%, Co 10. 4%, Mo 3. 00%, B 0. 021%, V0. 70%, Zr 0. 06%，余量为Ni和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为655MPa，相对延伸率为7%，断面收缩率为10% ；
将制成的铸造镍基合金K417G制成直径5mm的试样，在试验应力315MPa和试验温度 900°C条件下(延伸率无要求)进行高温持久性能试验，测得时间> 70min。实施例3
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66 条件下，先加热至1530士 10°C，待全部返回料熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33 条件下进行第一次精炼30min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至 1450士 10°C冲膜，控制升温时间为lOOmin，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 19%, Al 4.8%，Ti 3.9%，Cr 9.3%， Co8. 9%, Mo 3. 05%, B 0. 019，V0. 75%, Zr 0. 08%,余量为 Ni 和杂质，准备 Al、Ti 和 Co 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合按重量百分比为C 0. 16 0. 20%, Al 5. Γ5. 5%, Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0· 75%，Zr 0. 06 0. 08%，余量为Ni和杂质的成分范围，然后将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为 140min，一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 331 条件下进行第二次精炼20min， 再自然降温至金属液表面结膜，然后在真空度< 1. 33 条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为 C 0. 18%, Al 5. 5%, Ti 4. 5%, Cr 9. 2%, Co 10. 3%, Mo 3. 0%, B 0. 018%, V0. 74%, Zr 0. 07%，余量为Ni和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为663MPa，相对延伸率为8%，断面收缩率为9% ；
将制成的铸造镍基合金K417G制成直径5mm的试样，在试验应力647MPa和试验温度 760°C条件下(延伸率要求> 2%)进行高温持久性能试验，测得时间> 23min。
实施例4
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
将经过表面吹砂处理的返回置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下，先加热至1530士 10°C，待全部返回料和废铸件熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第一次精炼30min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，控制升温时间为95min，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 19%，Al 5.4%，Ti 4.6%，Cr 9.4%，Co 10. 5%，Mo 2. 8%，B 0. 017%, V0. 75%，Zr 0. 06%,余量为Ni和杂质，将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 661 条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为150min，待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33 条件下进行第二次精炼40min ；
第二次精炼后的熔体自然降温至表面结膜；然后加热至1450士 10°C冲膜，然后浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为C 0. 18%, Al 5.5%，Ti 4.6%， Cr 9. 3%, Co 11. 2%, Mo 2. 55%, B 0. 016%, V0. 75%, Zr 0. 06%，余量为 Ni 和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为679MPa，相对延伸率为10%，断面收缩率为8%。
权利要求
1.一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；(2)将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待返回料熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼2(T40min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得一次料锭；(3)分析一次料锭的化学成分；当一次料锭的化学成分符合按重量百分比为C 0. 16^0. 20%, Al 5.广5.5%，Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0. 75%, Zr 0. 06、. 08%，余量为Ni和杂质时，将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min，然后自然降温至表面结膜；将结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金；当一次料锭的化学成分超出上述范围时，准备C、Al、Ti、Cr、CrB、Co、Mo、AlV和/或& 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合上述成分范围；将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至1530 士 10°C，再在1530 士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min ；精炼结束后自然降温至表面结膜，然后在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金。
2.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于所述的K417G镍基铸造合金的成分按重量百分比为C 0. 14 0. 20%，Al 4. 9飞.7%，Ti 4. 2 4. 7%, Cr 8. 6 9. 5%, Co 9. 2 11. 0%, Mo 2. 55 3. 50%, B 0. 013、. 022%, V0. 6(Γθ. 90%, Zr 0. 05 0. 09%，余量为Ni和不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(2)中所述的加热至1530士 10°C，控制升温时间为95 140min。
4.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(3)中的所述加热至1530士 10°C，控制升温时间为10(Tl50min。
5.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(2)中所述的在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10. 661 ;在1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼时，真空度彡1. 331^。
6.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(3)中所述的在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10. 661 ;在1530士 10°C和真空条件下进行第二次精炼时，真空度< 1. 33Pa ；所述的在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料时，控制真空度< 1.33Pa。
全文摘要
一种铸造镍基合金K417G返回料件的熔炼方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行(1)将返回料进行表面处理；(2)在真空条件下进行第一次精炼，降温至结膜；加热冲膜后浇注获得一次料锭；(3)当一次料锭的化学成分符合要求时，进行第二次精炼，结膜后冲膜浇注；当一次料锭的化学成分超出要求范围时，准备调节成分用料，先将一次料锭在真空条件下加热熔化并进行第二次精炼，再加入调节成分用料，再次结膜后冲膜浇注。本发明的方法制成的料锭的化学成分、性能指标均达到原始铸造镍基合金K417G的标准，降低制备该合金铸件的生产成本。
文档编号C22B7/00GK102321818SQ201110296229
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者倪伟, 孟丽华, 满延林, 王铁军, 贾石 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方
法。
背景技术：
铸造镍基合金K417G是发动机叶片的制作材料，该合金具有较高的相稳定性，与 K417合金相比该合金Co和Ti含量较低，高了该合金长时间工作条件下的相稳定性，850°C 长时效后不析出ο相，不仅具有K417合金密度小、塑性好、中温强度高的优点，且价格相对便宜，适合作为航空发动机的涡轮叶片及导向叶片，在地面燃机的中也有广泛的应用。采用铸造镍基合金K417G生产铸件的过程中，60%以上的合金为浇冒系统，铸件制备过程中产生大量的废铸件，合金的总利用率仅为2(Γ30% ；合金中的大量贵重金属不能得到有效利用，如何利用铸造镍基合金K417G的返回料和废铸件是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，利用铸造镍基合金 K417G返回料和废铸件作为原料，重新熔炼后调整成分，熔炼成性能与原始K417G合金相同的产品。本发明的方法按以下步骤进行
1、将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
2、将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待返回料熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼2(T40min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得一次料锭；
3、分析一次料锭的化学成分；
当一次料锭的化学成分符合按重量百分比为C 0. 16^0. 20%, Al 5.广5.5%，Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0. 75%, Zr 0. 06、. 08%，余量为Ni和杂质时，将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min，然后自然降温至表面结膜；将结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金；
当一次料锭的化学成分超出上述范围时，准备C、Al、Ti、Cr、CrB、Co、Mo、AlV和/或& 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合上述成分范围；将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至1530 士 10°C，再在1530 士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min ；精炼结束后自然降温至表面结膜，然后在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸
造合金。上述的K417G镍基铸造合金的成分按重量百分比为C 0. Γθ. 20%, Al 4. 9 5. 7%, Ti 4. 2 4. 7%, Cr 8. 6 9. 5%, Co 9. 2 11. 0%, Mo 2. 55 3. 50%, B 0. 013 0. 022%, VO. 60 0· 90%, Zr 0. 05 0. 09%，余量为Ni和不可避免杂质。上述的步骤2中加热至1530士 10°C，控制升温时间为95 140min。上述的步骤3中加热至1530士 10°C，控制升温时间为10(Tl50min。上述的步骤2中在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10.66Pa;在 1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼时，真空度彡1. 331^。上述的步骤3中在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10.66Pa;在 1530 士 10°C和真空条件下进行第二次精炼时，真空度彡1.33Pa;的在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料时，控制真空度彡1.331^。本发明的方法利用铸造镍基合金K417G的返回料作为原料，经过两次熔炼并加入调节物料成分的合金，制成的料锭的化学成分、性能指标均达到原始铸造镍基合金K417G 的标准，中抗拉强度、持久寿命和热疲劳性能等方面与新料相当；利用铸造镍基合金K417G 的返回料和作为原料能够大量减少贵重金属消耗，降低制备该合金铸件的生产成本。
具体实施例方式本发明实施例中采用的C符合GBl似6-1978技术标准，Al符合GB/T1196-2002技术标准，Ti符合GB/T3620. 1-1994技术标准，Cr符合GB/T3211-1987技术标准，CrB符合 Q/3B272-2006技术标准，Co符合YS/T255-2000技术标准，Mo符合GB/T3462-1982技术标准，AlV符合GB5063-85技术标准，Zr符合YS/T397-1994技术标准。本发明实施例中铸造镍基合金K417G在制备铸件时产生的返回料是指浇注系统部分和废铸件。本发明实施例中制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为64(T680MPa，相对延伸率为6 10%，断面收缩率为8 12%。本发明实施例中制备的铸造镍基合金K417G的杂质成分按重量百分比为 Si 彡 0. 2%, Mn 彡 0. 2%，S 彡 0. 010%, P 彡 0. 015%, Fe 彡 1. 0%, Pb 彡 0. 0005%, Bi 彡 0. 0001%, As 彡 0. 005%, Sn 彡 0. 002%, Sb 彡 0. 1%。实施例1
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66 条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为140min，待全部返回料熔化后，在1530士 10°C和真空度 (1. 33Pa条件下进行第一次精炼20min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 14%，A15. 4%，Ti 4. 1%，Cr 9. 1%，Co 9. 95%, Mo 2. 95%, B 0. 016，VO. 55%, Zr 0. 04%，余量为 Ni 和杂质，准备 C、Ti、CrB, VAl 和 ^ 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合按重量百分比为
4C 0. 16 0· 20%, Al 5. Γδ. 5%, Ti 4. 4 4· 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3· 05%, B 0. 017 0· 022%, V0. 70 0· 75%, Zr 0. 06 0· 08%，余量为Ni和杂质的成分范围，然后将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为IOOmin ；待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第二次精炼 30min，再自然降温至金属液表面结膜，然后在真空度< 1.33Pa条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为 C 0. 18%,Al 5. 5%,Ti 4. 5%,Cr 9. 2%,Co 9. 9%,Mo 2. 94%,B 0. 020%,V0. 71%, Zr 0. 07%，余量为Ni和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为640MPa，相对延伸率为6%，断面收缩率为12% ；
将制成的铸造镍基合金K417G制成直径5mm的试样，在试验应力235MPa和试验温度 950°C条件下(延伸率无要求)进行高温持久性能试验，测得时间> 40min。实施例2
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下，先加热至1530士 10°C，待全部返回料熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第一次精炼40min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至 1450士 10°C冲膜，控制升温时间为120min，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 18%, Al 3.9%，Ti 4.6%，Cr 9.2%， Co8. 8%, Mo 2. 1%，B 0. 022%, V0. 73%, Zr 0. 07%,余量为 Ni 和杂质，准备 Al、Co 和 Mo 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合按重量百分比为C 0. 16 0. 20%, Al 5. Γ5. 5%, Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0· 75%，Zr 0. 06 0. 08%，余量为Ni和杂质的成分范围，然后将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为 120min，一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第二次精炼30min， 再自然降温至金属液表面结膜，然后在真空度< 1.33Pa条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为 C 0. 17%, Al 5. 3%, Ti 4. 5%, Cr 8. 7%, Co 10. 4%, Mo 3. 00%, B 0. 021%, V0. 70%, Zr 0. 06%，余量为Ni和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为655MPa，相对延伸率为7%，断面收缩率为10% ；
将制成的铸造镍基合金K417G制成直径5mm的试样，在试验应力315MPa和试验温度 900°C条件下(延伸率无要求)进行高温持久性能试验，测得时间> 70min。实施例3
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66 条件下，先加热至1530士 10°C，待全部返回料熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33 条件下进行第一次精炼30min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至 1450士 10°C冲膜，控制升温时间为lOOmin，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 19%, Al 4.8%，Ti 3.9%，Cr 9.3%， Co8. 9%, Mo 3. 05%, B 0. 019，V0. 75%, Zr 0. 08%,余量为 Ni 和杂质，准备 Al、Ti 和 Co 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合按重量百分比为C 0. 16 0. 20%, Al 5. Γ5. 5%, Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0· 75%，Zr 0. 06 0. 08%，余量为Ni和杂质的成分范围，然后将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为 140min，一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 331 条件下进行第二次精炼20min， 再自然降温至金属液表面结膜，然后在真空度< 1. 33 条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为 C 0. 18%, Al 5. 5%, Ti 4. 5%, Cr 9. 2%, Co 10. 3%, Mo 3. 0%, B 0. 018%, V0. 74%, Zr 0. 07%，余量为Ni和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为663MPa，相对延伸率为8%，断面收缩率为9% ；
将制成的铸造镍基合金K417G制成直径5mm的试样，在试验应力647MPa和试验温度 760°C条件下(延伸率要求> 2%)进行高温持久性能试验，测得时间> 23min。
实施例4
将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；
将经过表面吹砂处理的返回置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 66Pa条件下，先加热至1530士 10°C，待全部返回料和废铸件熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33Pa条件下进行第一次精炼30min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，控制升温时间为95min，然后进行浇注获得一次料锭；
分析一次料锭的化学成分按重量百分比为C 0. 19%，Al 5.4%，Ti 4.6%，Cr 9.4%，Co 10. 5%，Mo 2. 8%，B 0. 017%, V0. 75%，Zr 0. 06%,余量为Ni和杂质，将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空度彡10. 661 条件下加热至1530士 10°C，控制升温时间为150min，待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空度彡1. 33 条件下进行第二次精炼40min ；
第二次精炼后的熔体自然降温至表面结膜；然后加热至1450士 10°C冲膜，然后浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金，成分按重量百分比为C 0. 18%, Al 5.5%，Ti 4.6%， Cr 9. 3%, Co 11. 2%, Mo 2. 55%, B 0. 016%, V0. 75%, Zr 0. 06%，余量为 Ni 和不可避免杂质；
将制成的铸造镍基合金K417G在900°C保温20min后，测试其抗拉强度为679MPa，相对延伸率为10%，断面收缩率为8%。
权利要求
1.一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将K417G镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料进行表面吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；(2)将经过表面吹砂处理的返回料置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待返回料熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼2(T40min，然后停止加热自然降温至熔化的金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得一次料锭；(3)分析一次料锭的化学成分；当一次料锭的化学成分符合按重量百分比为C 0. 16^0. 20%, Al 5.广5.5%，Ti 4. 4 4. 6%, Cr 9. Γ9. 4%, Co 9. 8 10. 5%, Mo 2. 8 3. 05%, B 0. 017 0. 022%, V0. 70 0. 75%, Zr 0. 06、. 08%，余量为Ni和杂质时，将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至 1530士 10°C，待一次料锭熔化后在1530士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min，然后自然降温至表面结膜；将结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金；当一次料锭的化学成分超出上述范围时，准备C、Al、Ti、Cr、CrB、Co、Mo、AlV和/或& 作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合上述成分范围；将一次料锭置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至1530 士 10°C，再在1530 士 10°C和真空条件下进行第二次精炼2(T40min ；精炼结束后自然降温至表面结膜，然后在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料；当熔体内的调节成分用料全部熔化后，自然降温至表面再次结膜，将再次结膜的金属液加热至1450士 10°C冲膜，再浇注获得二次料锭，制成K417G镍基铸造合金。
2.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于所述的K417G镍基铸造合金的成分按重量百分比为C 0. 14 0. 20%，Al 4. 9飞.7%，Ti 4. 2 4. 7%, Cr 8. 6 9. 5%, Co 9. 2 11. 0%, Mo 2. 55 3. 50%, B 0. 013、. 022%, V0. 6(Γθ. 90%, Zr 0. 05 0. 09%，余量为Ni和不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(2)中所述的加热至1530士 10°C，控制升温时间为95 140min。
4.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(3)中的所述加热至1530士 10°C，控制升温时间为10(Tl50min。
5.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(2)中所述的在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10. 661 ;在1530士 10°C和真空条件下进行第一次精炼时，真空度彡1. 331^。
6.根据权利要求1所述的一种铸造镍基合金K417G返回料的熔炼方法，其特征在于步骤(3)中所述的在真空条件下加热至1530士 10°C时，真空度彡10. 661 ;在1530士 10°C和真空条件下进行第二次精炼时，真空度< 1. 33Pa ；所述的在真空条件下加热冲膜，再加入调节成分用料时，控制真空度< 1.33Pa。
全文摘要
一种铸造镍基合金K417G返回料件的熔炼方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行(1)将返回料进行表面处理；(2)在真空条件下进行第一次精炼，降温至结膜；加热冲膜后浇注获得一次料锭；(3)当一次料锭的化学成分符合要求时，进行第二次精炼，结膜后冲膜浇注；当一次料锭的化学成分超出要求范围时，准备调节成分用料，先将一次料锭在真空条件下加热熔化并进行第二次精炼，再加入调节成分用料，再次结膜后冲膜浇注。本发明的方法制成的料锭的化学成分、性能指标均达到原始铸造镍基合金K417G的标准，降低制备该合金铸件的生产成本。
文档编号C22B7/00GK102321818SQ201110296229
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者倪伟, 孟丽华, 满延林, 王铁军, 贾石 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司
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