[发明专利]一种小规格镍基高温合金FGH4097铸锭的冶炼工艺

说明书

本发明公开了一种小规格镍基高温合金FGH4097铸锭的冶炼工艺，具体为：按照FGH4097合金的成分要求，称取一号或零号Ni、海绵钛、真空脱气Cr、Al豆、Al箔、金属Co、NiW合金、NiMo合金、碳、NiMg合金、NiB合金、海绵锆，NiNb合金，金属Hf，金属Ce，采用两联(VIM+VAR)冶炼工艺进行熔炼，得到FGH4097高温合金铸锭。采用本发明方法能够获得的FGH4097高温合金铸锭化学成分控制精度高、元素烧损少、成分均匀性好以及杂质元素含量较小的小规格(≤90mm)FGH4097高温合金铸锭。

技术领域

本发明属于高温合金冶炼技术领域，具体涉及一种小规格镍基高温合金FGH4097铸锭的冶炼工艺。

背景技术

粉末冶金高温合金具有晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、热加工性能和力学性能良好等优异特性，在航空航天领域先进发动机涡轮盘等热端部件中有着广泛应用。FGH4097是一种镍基粉末高温合金，其中Al、Ti和Nb的含量较高达到10％，γ＇相的质量分数高达61％，γ＇相的沉淀强化使该合金在650℃～750℃温度区间具有的优异的综合力学性能，可广泛用先进航空发动机的涡轮盘等热端部件。FGH4097的合金元素高达13种，并且Al元素的可控制范围非常窄，而且合金元素控制不当容易使粉末产生原始颗粒界面，因此要对FGH4097的合金元素含量精确控制，减少元素的偏析以及杂质元素的含量。采用合理的工艺制备小规格尺寸的FGH4097铸锭，不仅能够确保合金元素满足成分要求，而且能够减小合金元素的偏析，以预防和消除FGH4097粉末的原始颗粒界面，保证制备粉末质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种小规格镍基高温合金FGH4097铸锭的冶炼工艺，用以获得组织致密、元素偏析小和杂质元素含量较少的小规格FGH4097铸锭。

本发明所采用的技术方案是：一种小规格镍基高温合金FGH4097铸锭的冶炼工艺，具体包括以下步骤：

步骤1，称取原料：

按照FGH4097高温合金的成分要求，称取一号或零号Ni、海绵Ti、真空脱气Cr、Al豆、Al箔、金属Co、NiW合金、NiMo合金、碳、NiMg合金、NiB合金、海绵锆，NiNb合金，金属Hf，金属Ce；

步骤2，真空感应熔炼：

2.1将70-80wt％％金属Ni、金属Co、NiMo合金、碳、NiW合金、金属Hf和20-30wt％金属Ni依次装入炉中，先小功率加热，然后抽真空并缓慢升功率直至原材料熔清后，调节功率至精炼温度精炼，精炼过程中施加电磁搅拌；

2.2降功率至熔体表面结膜后加入真空脱气Cr和NiNb合金，升功率至熔清后调节功率至精炼温度精炼，精炼过程中施加电磁搅拌；

2.3降功率至熔体表面结膜后加入Al豆和海绵Ti，升功率至熔清后调节功率至精炼温度精炼，精炼过程中施加电磁搅拌；

2.4降功率保温，并充氩气至≥15000Pa后加入用Al箔包裹的NiMg合金、NiB合金、金属Ce和海绵Zr，施加电磁搅拌5-10min后调节功率至浇注温度后出钢，得到真空熔炼铸锭；

步骤3，真空自耗重熔：

将步骤2得到的真空熔炼铸锭置于VAR铜坩埚中熔炼，得到FGH4097高温合金铸锭。

本发明的特点还在于，