[发明专利]GH4169合金铸锭的冶炼工艺

说明书

本发明涉及高温合金冶炼技术领域，尤其是涉及一种GH4169合金铸锭的冶炼工艺，包括如下步骤：将GH4169合金的原料通过真空感应熔炼、电渣重熔熔炼和真空电弧重熔得到GH4169自耗锭；其中，将真空感应熔炼得到的VIM电极棒进行退火处理后再进行电渣重熔熔炼；将电渣重熔熔炼得到的P‑ESR电极棒进行退火处理后再进行真空电弧重熔；VIM电极棒的退火处理包括：于940～1130℃保温4h以上；P‑ESR电极棒的退火处理包括：于940～1130℃保温4h以上。本发明对VIM电极棒和P‑ESR电极棒在940～1130℃范围内进行高温度段退火处理，减少重熔过程中的冶金缺陷及铸锭不同轴等问题。

技术领域

本发明涉及高温合金冶炼技术领域，尤其是涉及一种GH4169合金铸锭的冶炼工艺。

背景技术

GH4169合金具有优异的高温综合力学性能，尤其在航空航天领域应用较为广泛。涡轮盘是飞机发动机的关键热端部件，其冶金质量和性能水平对于发动机和飞机的可靠性、安全寿命和性能的提高具有决定性作用。

目前，GH4169合金铸锭的熔炼方式包括双联冶炼工艺和三联冶炼工艺。而涡轮盘用GH4169合金冶炼主要为三联冶炼工艺，即真空感应熔炼+电渣重熔+真空电弧重熔。其中，但目前的三联冶炼工艺制备合金铸锭时，冶金缺陷及整根铸锭不同轴等情况时有发生，影响产品质量及造成后续生产过程不稳定。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供GH4169合金铸锭的冶炼工艺，以解决现有技术中存在的冶金缺陷及整根铸锭不同轴等技术问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

GH4169合金铸锭的冶炼工艺，包括如下步骤：

将GH4169合金的原料通过真空感应熔炼、电渣重熔熔炼和真空电弧重熔得到GH4169自耗锭；

其中，将所述真空感应熔炼得到的VIM电极棒进行退火处理后再进行电渣重熔熔炼；将所述电渣重熔熔炼得到的P-ESR电极棒进行退火处理后再进行真空电弧重熔；

所述VIM电极棒的退火处理包括：于940～1130℃保温4h以上；

所述P-ESR电极棒的退火处理包括：于940～1130℃保温4h以上。

在GH4169合金铸锭的三联冶炼工艺中，真空感应熔炼和电渣重熔所得电极为后续重熔的电极，电极内部在凝固过程中会产生内应力，在下一步的重熔过程中，应力释放，容易导致电极开裂，致使重熔过程不稳定，造成冶金缺陷的产生。另外，铸锭冷却为平躺放置，如若无适合的退火工艺，应力较大，冷却过程中易造成变形，整体垂直度偏离，使整根铸锭不同轴，造成后续生产过程不稳定。

本发明的GH4169合金，高温合金铸锭凝固过程中，内应力的主要来源分别为凝固过程的热应力和组织转变的组织应力，退火处理的主要目的是去除铸锭形成过程的残余应力。γ”相是影响GH4169合金强度最主要的相，随着温度升高，合金中γ”相体积分数逐渐减少，温度到一定值后，随后炉冷缓慢析出，降低应力，而当温度过低时，γ”相存在过多，铸锭内部应力释放不彻底，去应力的效果较低。本发明通过计算和试验发现，当温度为940℃时，γ”相的含量约为2％，此处强度小于等于50MPa，因而，本发明的退火处理高温度段温度需在940℃以上。而当退火处理高温度段温度超过1130℃时，无任何变化，过高的温度对应力去除效果一致，但是能耗较大，且缓慢冷却过程时间较长，降低生产效率。

因而，本发明对VIM电极棒和P-ESR电极棒在940～1130℃范围内进行高温度段退火处理，使应力得到有效去除，减少重熔过程中的冶金缺陷及铸锭不同轴等问题。

在本发明的具体实施方式中，所述VIM电极棒的退火处理包括：炉温为600±25℃装炉保温3h以上，升温至940～1130℃保温4h以上，炉冷至＜600℃后，避风空冷。