高合金化高溫合金電渣重熔渣系及其應(yīng)用

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高溫合金電渣重熔熔煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高合金化高溫合金電渣重熔渣系及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

高溫合金為了滿足更高溫度的使用要求，合金中固溶強(qiáng)化元素Cr、Co、W、Mo等，以及強(qiáng)化相形成元素Ti、Al、Nb、Ta等的含量不斷增加，使得高溫合金的初熔點(diǎn)更低，合金凝固的固液兩相區(qū)范圍更寬。電渣重熔過(guò)程，渣系熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)比重熔金屬低100~200℃，才能保證熔化和凝固的順利進(jìn)行。針對(duì)初熔點(diǎn)更低的高溫合金而言，冶煉過(guò)程難度增加，渣系匹配性差。

低熔點(diǎn)渣系用于電渣重熔連續(xù)定向凝固技術(shù)制備高溫合金定向凝固鑄錠，采用現(xiàn)有的部分電渣重熔連續(xù)定向凝固裝置，可批量制備高純晶、低偏析高溫合金定向凝固鑄錠。如公開(kāi)號(hào)為CN102021348A的專(zhuān)利申請(qǐng)，其采用的設(shè)備中包含抽錠裝置，抽錠裝置要求渣系同時(shí)具備合適的黏度和強(qiáng)度，以保證熔煉鑄錠的表面質(zhì)量和過(guò)程穩(wěn)定性。

渣系熔點(diǎn)太低，會(huì)引起電導(dǎo)率升高，熔渣發(fā)熱量不夠，使鑄錠產(chǎn)生空洞、氣孔、夾雜物等缺陷；熔點(diǎn)過(guò)高，將降低電導(dǎo)率，增加渣系黏度，影響鑄錠內(nèi)在質(zhì)量及表面質(zhì)量，產(chǎn)生冶金缺陷。當(dāng)強(qiáng)化相含量更高、熔點(diǎn)更低的高溫合金使用常規(guī)四元渣CaF 2-CaO-Al 2O 3-MgO時(shí)，使用電渣重熔連續(xù)定向凝固技術(shù)熔煉時(shí)為了降低應(yīng)力需要采用較低的熔煉速度，從而降低了熱輸入，熱輸入的減少必然會(huì)影響渣的流動(dòng)性，影響渣-金之間的物質(zhì)傳遞，降低熔煉鑄錠的內(nèi)部冶金質(zhì)量。因而，常規(guī)熔渣已無(wú)法滿足電渣重熔連續(xù)定向凝固熔煉高強(qiáng)化相含量低熔點(diǎn)高溫合金的需求。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供高合金化高溫合金電渣重熔渣系，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的常規(guī)熔渣無(wú)法滿足電渣重熔連續(xù)定向凝固熔煉高強(qiáng)化相含量低熔點(diǎn)高溫合金等的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的又一目的在于提供高合金化高溫合金電渣重熔渣系在電渣重熔連續(xù)定向凝固鑄錠冶煉中的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 45%~55%、Al 2O 3 15%~25%、CaO 15%~25%、MgO 1%~5%、TiO 2 0.5%~5%、ZrO 2 0.5%~5%和LiF 5%~10%。

本發(fā)明的高合金化高溫合金電渣重熔渣系，通過(guò)成分調(diào)控，使渣系的熔點(diǎn)、黏度和表面張力降低，能夠在保證熱輸入的情況下，提高熔渣的流動(dòng)性和黏度，保證冶煉鑄錠的內(nèi)部冶金質(zhì)量，降低因熱應(yīng)力過(guò)大造成的熱裂傾向，也保證了抽錠的穩(wěn)定性和冶煉鑄錠的表面質(zhì)量，能夠解決高溫合金在慢速熔煉時(shí)由于熱輸入減少等造成的熔渣流動(dòng)性降低導(dǎo)致的冶金質(zhì)量下降的問(wèn)題等。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：CaF 2 45%~50%、Al 2O 3 15%~20%、CaO 20%~25%、MgO 3%~5%、TiO 2 0.5%~2%、ZrO 2 0.5%~2%和LiF 5%~9%。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系中，按質(zhì)量百分比計(jì)，雜質(zhì)含量≤1%。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系中，CaF 2與LiF的質(zhì)量百分比之和為52%~56%。進(jìn)一步的，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系中，CaF 2與LiF的質(zhì)量比為（5~9）﹕1，優(yōu)選為（6~8）﹕1。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系為顆粒狀，顆粒度為1~10mm。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金的強(qiáng)化相的質(zhì)量百分含量為35%~60%，所述高合金化高溫合金的初熔點(diǎn)為1100~1280℃。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金包括GH4198合金、GH4198D合金、GH4151合金、GH4175合金和GH4975合金等中的任一種或多種。

本發(fā)明還提供了上述任意一種所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系在電渣重熔連續(xù)定向凝固鑄錠冶煉中的應(yīng)用。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述電渣重熔連續(xù)定向凝固鑄錠冶煉的方法為抽錠式電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉。進(jìn)一步的，所述抽錠的速度為2~5mm/min。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述電渣重熔連續(xù)定向凝固鑄錠冶煉中采用的電極棒為真空感應(yīng)熔煉澆鑄得到的電極棒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

（1）本發(fā)明通過(guò)成分調(diào)控，使渣系的熔點(diǎn)降低，保證適當(dāng)?shù)酿ざ龋岣呓饘偃垠w與渣液間的表面張力，能夠在保證熱輸入的情況下，提高熔渣的流動(dòng)性，保證冶煉鑄錠的內(nèi)部冶金質(zhì)量，降低因熱應(yīng)力過(guò)大造成的熱裂傾向，也保證了抽錠的穩(wěn)定性和冶煉鑄錠的表面質(zhì)量，能夠解決高溫合金在較慢熔速條件下熔煉時(shí)由于熱輸入減少等造成的熔渣流動(dòng)性降低導(dǎo)致的冶金質(zhì)量下降的問(wèn)題等。

（2）本發(fā)明的渣系能夠在電渣重熔連續(xù)定向凝固設(shè)備熔煉高強(qiáng)化相含量、低熔點(diǎn)高溫合金時(shí)有效保證熔煉熱輸入，改善熔渣的流動(dòng)性，提高熔煉過(guò)程的穩(wěn)定性，增加夾雜物與渣液是潤(rùn)濕程度，使熔煉得到的鑄錠夾雜物數(shù)量減少且無(wú)開(kāi)裂。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1冶煉得到的高溫合金定向凝固鑄錠的冒口；

圖2為比較例1冶煉得到的高溫合金定向凝固鑄錠的冒口；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1冶煉得到的高溫合金定向凝固鑄錠的表面質(zhì)量圖；

圖4為比較例1冶煉得到的高溫合金定向凝固鑄錠的表面質(zhì)量圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 45%~55%、Al 2O 3 15%~25%、CaO 15%~25%、MgO 1%~5%、TiO 2 0.5%~5%、ZrO 2 0.5%~5%和LiF 5%~10%。

本發(fā)明的高合金化高溫合金電渣重熔渣系，通過(guò)成分調(diào)控，使渣系的熔點(diǎn)降低，保證適當(dāng)?shù)酿ざ龋岣咪撘号c渣液間的表面張力，能夠在保證熱輸入的情況下，提高熔渣的流動(dòng)性，保證冶煉鑄錠的內(nèi)部冶金質(zhì)量，降低因熱應(yīng)力過(guò)大造成的熱裂傾向，也保證了抽錠的穩(wěn)定性和冶煉鑄錠的表面質(zhì)量，能夠解決高溫合金在慢速熔煉時(shí)由于熱輸入減少等造成的熔渣流動(dòng)性降低導(dǎo)致的冶金質(zhì)量下降的問(wèn)題等。

如在不同實(shí)施方式中，高合金化高溫合金電渣重熔渣系中的各組分的用量按質(zhì)量百分比計(jì)可分別如下：

CaF 2的用量可以為45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%等等；CaF 2作為助熔劑，自身是低熔點(diǎn)化合物，保證渣料熔融態(tài)低黏度和較好的流動(dòng)性；

Al 2O 3的用量可以為15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%等等；Al 2O 3是酸性氧化物，可調(diào)節(jié)渣的堿度，能顯著降低渣的電導(dǎo)率，減少電耗，提高生產(chǎn)率；

CaO的用量可以為15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%等等；CaO能增大渣的堿度，提高脫硫的效率，并降低渣的電導(dǎo)率；

MgO的用量可以為1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%等等；MgO可提高渣中Ti 3O 5和Al 2O 3的活度系數(shù)，降低渣中TiO 2活度系數(shù)，抑制TiO 2傳遞供氧的作用，提高結(jié)晶器保護(hù)渣的穩(wěn)定性和改善流動(dòng)性；

TiO 2的用量可以為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%等等；TiO 2能夠抑制鈦的燒損，但其為變價(jià)氧化物，會(huì)向金屬熔池中傳遞供氧，與MgO配合使用，可兼顧抑制鈦燒損作用以及避免傳遞供養(yǎng)，改善穩(wěn)定性和流動(dòng)性；

ZrO 2的用量可以為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%等等；ZrO 2為酸性氧化物，可以降低渣的電導(dǎo)率，能夠抑制含微量Zr的高溫合金中的鋯的燒損，且Zr有強(qiáng)化晶界的作用；TiO 2和ZrO 2配合可控制冶煉金屬成分的均勻性；

LiF的用量可以為5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%等等；LiF可作為助熔劑，其熔點(diǎn)為850℃，在一定用量范圍內(nèi)，與其余組分配合能夠降低渣的液相線溫度、黏度、表面張力和電導(dǎo)率。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)渣系成分調(diào)控，在四元渣系基礎(chǔ)上添加一定量的TiO 2、ZrO 2和LiF，使渣系的熔點(diǎn)降低，保證適當(dāng)?shù)酿ざ群捅砻鎻埩?，在保證熱輸入的情況下，提高熔渣的流動(dòng)性，保證冶煉鑄錠的內(nèi)部和表面冶金質(zhì)量。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：CaF 2 45%~50%、Al 2O 3 15%~20%、CaO 20%~25%、MgO 3%~5%、TiO 2 0.5%~2%、ZrO 2 0.5%~2%和LiF 5%~9%。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：CaF 2 45%~48%、Al 2O 3 18%~20%、CaO 20%~22%、MgO 3%~4%、TiO 2 0.5%~1.5%、ZrO 2 0.5%~1%和LiF 6%~9%。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系中，按質(zhì)量百分比計(jì)，雜質(zhì)含量≤1%。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系中，CaF 2與LiF的質(zhì)量百分比之和為52%~56%。進(jìn)一步的，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系中，CaF 2與LiF的質(zhì)量比為（5~9）﹕1，優(yōu)選為（6~8）﹕1。

如在不同實(shí)施方式中，CaF 2與LiF的質(zhì)量百分比之和可以為52%、52.5%、53%、53.5%、54%、54.5%、55%、55.5%、56%等等；CaF 2與LiF的質(zhì)量比可以為5﹕1、5.5﹕1、6﹕1、6.5﹕1、7﹕1、7.5﹕1、8﹕1、8.5﹕1、9﹕1等等。

本發(fā)明通過(guò)引入一定量的LiF，與CaF 2及其余組分配合，兼顧保證適當(dāng)?shù)牡腿埸c(diǎn)以及對(duì)冶煉合金質(zhì)量的改善。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系為顆粒狀，顆粒度為1~10mm。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金的強(qiáng)化相的質(zhì)量百分含量為35%~60%，所述高合金化高溫合金的初熔點(diǎn)為1100~1280℃。

如在不同實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金的強(qiáng)化相的質(zhì)量百分含量可以為35%、40%、45%、50%、55%、60%等等；所述高合金化高溫合金的初熔點(diǎn)可以為1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1280℃等等。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述高合金化高溫合金包括GH4198合金、GH4198D合金、GH4151合金、GH4175合金和GH4975合金中的任一種或多種，但不僅限于此，其余高合金化程度的合金也可采用本發(fā)明的渣系進(jìn)行電渣重熔。

本發(fā)明還提供了上述任意一種所述高合金化高溫合金電渣重熔渣系在電渣重熔連續(xù)定向凝固鑄錠冶煉中的應(yīng)用。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述電渣重熔連續(xù)定向凝固鑄錠冶煉的方法為抽錠式電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉。進(jìn)一步的，所述抽錠的速度為2~5mm/min。

如在不同實(shí)施方式中，所述抽錠的速度可以為2mm/min、2.5mm/min、3mm/min、3.5mm/min、4mm/min、4.5mm/min、5mm/min等等。

對(duì)于高合金化高溫合金材料而言，材料的強(qiáng)化相在50%以上，熔煉應(yīng)力非常大，易出現(xiàn)鑄錠開(kāi)裂等情況，在采用慢速熔煉的情況下，可適當(dāng)降低內(nèi)應(yīng)力，減少開(kāi)裂；然而，在采用慢速熔煉的情況下，熱輸入降低，進(jìn)而影響流動(dòng)性，影響渣-金之間的物質(zhì)傳遞，降低熔煉鑄錠的表面及內(nèi)部質(zhì)量；因而，現(xiàn)有的渣系無(wú)法滿足電渣重熔連續(xù)定向凝固熔煉高強(qiáng)化相含量低熔點(diǎn)高溫合金的需求。而本發(fā)明通過(guò)對(duì)渣系成分進(jìn)行調(diào)控，使在慢速熔煉的情況下，保證熔煉熱輸入，改善熔渣的流動(dòng)性，提高熔煉過(guò)程的穩(wěn)定性，改善熔煉鑄錠的表面及內(nèi)部質(zhì)量等。

以GH4198合金為例，在采用電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉得到相應(yīng)GH4198合金定向凝固鑄錠時(shí)，枝晶間平均η相尺寸≤22μm，如20~22μm；對(duì)于φ270mm的GH4198合金鑄錠，熔池深度≤122mm，如120~120mm，渣溝深度≤3mm，表面平整，且無(wú)開(kāi)裂。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述電渣重熔連續(xù)定向凝固鑄錠冶煉中采用的電極棒為真空感應(yīng)熔煉澆鑄得到的電極棒。

在實(shí)際操作中，可采用常規(guī)具有抽錠裝置的電渣重熔連續(xù)定向凝固裝置進(jìn)行所述熔煉，比如采用公開(kāi)號(hào)為CN102021348A所記載的真空/氣體保護(hù)電渣重熔連續(xù)定向凝固裝置和方法進(jìn)行所述熔煉。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 48%、Al 2O 3 19%、CaO 21%、MgO 3.5%、TiO 2 1%、ZrO 2 0.5%、以及LiF 6%，余量為不可避免雜質(zhì)。

所述渣系的制備包括：按上述配比混合，制備得到顆粒度為1~10mm的顆粒狀渣系。

本實(shí)施例還提供了采用上述渣系通過(guò)電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠的方法，采用公開(kāi)號(hào)為CN102021348A中所記載的裝置，包括如下步驟：

將上述渣系于常規(guī)渣料烘烤爐中烘烤處理后，在化渣爐內(nèi)將烘烤處理后的渣系熔化后，倒入φ274mm的結(jié)晶器中，將采用常規(guī)真空感應(yīng)熔煉澆鑄得到的GH4198電極棒插入熔渣進(jìn)行電渣重熔連續(xù)定向凝固熔煉φ270mm的GH4198合金鑄錠，抽錠速度為3mm/min，電流2500~4000A（如3000A），電壓40~45V（如45V）。

GH4198合金主要成分為：C 0.01wt%~0.03wt%、Cr 12wt%~14wt%、Co 19.5wt%~21.5wt%、W 2.1wt%~2.5wt%、Mo 3.6wt%~4wt%、Al 3wt%~3.6wt%、Ti 3.5wt%~3.9wt%、Ta2.3wt%~2.7wt%、Zr 0.03wt%~0.07wt%、B 0.01wt%~0.02wt%及余量Ni。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 45%、Al 2O 3 20%、CaO 20%、MgO 3.5%、TiO 2 1%、ZrO 2 1%、以及LiF 9%，余量為不可避免雜質(zhì)。

本實(shí)施例還提供了采用上述渣系通過(guò)電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠的方法，參考實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：渣系不同，本實(shí)施例采用本實(shí)施例的渣系進(jìn)行所述電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供了高合金化高溫合金電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 50%、Al 2O 3 19%、CaO 20%、MgO 3.5%、TiO 2 1%、ZrO 2 1%、以及LiF 5%，余量為不可避免雜質(zhì)。

本實(shí)施例還提供了采用上述渣系通過(guò)電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠的方法，參考實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：渣系不同，本實(shí)施例采用本實(shí)施例的渣系進(jìn)行所述電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠。

比較例1

比較例1提供了電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 55%、Al 2O 3 21%、CaO 20%、MgO 3.5%，余量為不可避免雜質(zhì)。

比較例1還提供了采用上述渣系通過(guò)電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠的方法，參考實(shí)施例1，區(qū)別在于：渣系不同，本比較例采用本比較例的渣系進(jìn)行所述電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠。

比較例2

比較例2提供了電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 52%、Al 2O 3 20%、CaO 19%、MgO 3.5%、TiO 2 1%、ZrO 2 1%、以及LiF 3%，余量為不可避免雜質(zhì)。

比較例2還提供了采用上述渣系通過(guò)電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠的方法，參考實(shí)施例1，區(qū)別在于：渣系不同，本比較例采用本比較例的渣系進(jìn)行所述電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠。

比較例3

比較例3提供了電渣重熔渣系，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：

CaF 2 48%、Al 2O 3 18%、CaO 18%、MgO 3.5%、TiO 2 1%、ZrO 2 1%、以及LiF 12%，余量為不可避免雜質(zhì)。

比較例3還提供了采用上述渣系通過(guò)電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠的方法，參考實(shí)施例1，區(qū)別在于：渣系不同，本比較例采用本比較例的渣系進(jìn)行所述電渣重熔連續(xù)定向凝固冶煉GH4198合金鑄錠。

實(shí)驗(yàn)例1

為了對(duì)比說(shuō)明不同渣系在電渣重熔連續(xù)定向凝固熔煉合金鑄錠時(shí)，對(duì)得到的鑄錠的質(zhì)量的影響，分別對(duì)不同實(shí)施例和比較例得到的鑄錠的上部分取試樣，進(jìn)行夾雜物統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同實(shí)施例和比較例得到的GH4198合金定向凝固鑄錠的夾雜物情況

通過(guò)上述對(duì)比可知，采用本發(fā)明的渣系冶煉得到的GH4198合金定向凝固鑄錠的夾雜物數(shù)量更少，進(jìn)一步說(shuō)明了本發(fā)明的渣系在慢速熔煉條件下表現(xiàn)更好的流動(dòng)性，更有利于物質(zhì)傳遞，夾雜物的去除效果更好。

如圖1~圖4分別為本發(fā)明實(shí)施例1和比較例1得到的GH4198合金定向凝固鑄錠的冒口和表面質(zhì)量圖。從圖中可知，通過(guò)對(duì)比不同實(shí)施例和比較例得到的GH4198合金定向凝固鑄錠的冒口情況和表面質(zhì)量情況發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的渣系冶煉得到的GH4198合金定向凝固鑄錠頭部平整且未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂情況，而比較例渣系得到的鑄錠明顯出現(xiàn)開(kāi)裂。

進(jìn)一步對(duì)不同渣系在電渣重熔連續(xù)定向凝固熔煉合金鑄錠的質(zhì)量進(jìn)行表征，具體見(jiàn)表2。

表2 不同實(shí)施例和比較例得到的GH4198合金定向凝固鑄錠的特征情況

從上述結(jié)果可知，比較例1的渣系中，未添加LiF，渣溝深度較深，鑄錠冶煉后表面質(zhì)量較差，材料成材率低，冶煉過(guò)程熔池深度較深，枝晶間有害相η相尺寸達(dá)到29μm，同時(shí)造成的熱應(yīng)力較大，出現(xiàn)鑄錠開(kāi)裂情況。比較例2中LiF的用量較低，渣溝深度相較于比較例1得到改善，但依然效果較差。比較例3中LiF的用量較高，雖然鑄錠表面質(zhì)量大大改善，但熔池深度較大，枝晶間有害相尺寸較大，鑄錠容易出現(xiàn)裂紋。

本發(fā)明的渣系能夠在電渣重熔連續(xù)定向凝固設(shè)備熔煉高強(qiáng)化相含量、低熔點(diǎn)高溫合金時(shí)有效保證熔煉熱輸入，改善熔渣的流動(dòng)性，提高熔煉過(guò)程的穩(wěn)定性，使熔煉得到的鑄錠夾雜物數(shù)量減少且無(wú)開(kāi)裂。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。

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高合金化高溫合金電渣重熔渣系及其應(yīng)用.pdf