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熔煉工藝對(duì)GH690-Re鎳基固溶強(qiáng)化變形高溫合金組織和成分的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時(shí)間：2014-06-25
GH690合金是一種鎳基固溶強(qiáng)化變形合金。該合金抗多種水性介質(zhì)和高溫氣氛侵蝕，具有較高的強(qiáng)度，良好的冶金穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱加工特性，在航天、航海、核工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。GH690合金被廣泛應(yīng)用于第三代核電站反應(yīng)堆中二回路介質(zhì)的核心部件—核電蒸發(fā)器傳熱管。
??? GH690合金是一種鎳基固溶強(qiáng)化變形合金。該合金抗多種水性介質(zhì)和高溫氣氛侵蝕，具有較高的強(qiáng)度，良好的冶金穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱加工特性，在航天、航海、核工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。GH690合金被廣泛應(yīng)用于第三代核電站反應(yīng)堆中二回路介質(zhì)的核心部件—核電蒸發(fā)器傳熱管。
????科研人員以添加混合稀土La和Ce的GH690合金為研究對(duì)象，探討真空感應(yīng)熔煉（VIM）和電渣重熔（ESR）雙聯(lián)熔煉法對(duì)合金成分和組織的影響。通過(guò)對(duì)鑄錠的成分和組織進(jìn)行分析，探討兩種不同熔煉工藝下合金成分差異和組織特征，對(duì)合金中雜質(zhì)元素的去除、組織的控制和加工性能的提高具有重要意義。
????為達(dá)到高溫合金對(duì)S、P、H2、O2等雜質(zhì)元素控制的要求，所選用的熔煉原料Ni的純度為99.2%，Cr的純度為99.5%，F(xiàn)e的純度為99.6%。添加的稀土為混合稀土（34.7%La＋65.3%Ce）。按照合金成分要求配好料之后，在烤箱中焙干備用。
????真空熔煉工藝流程如下：清洗爐膛，然后裝爐。將烘烤干的爐料放入兩個(gè)金屬鑄模中，抽真空。隨后通入氬氣清洗爐膛氣氛。打開(kāi)水冷系統(tǒng)，充入適量的氬氣。待真空度維持在2Pa左右時(shí)，開(kāi)始升溫。在1h之內(nèi)，溫度升至1530℃并恒溫80min。出爐空冷至室溫，去除模具。
????電渣重熔實(shí)驗(yàn)使用國(guó)產(chǎn)38kg電渣爐，工作電壓45～50V，工作電流2400～2800A。電渣重熔具體熔煉工藝如下：先焊接電極，安裝電極，緊接著倒入熔渣。加載合適電壓和電流熔煉即可。試驗(yàn)結(jié)果如下：
????（1）真空感應(yīng)熔煉GH690-Re合金的顯微組織為粗大的枝晶，晶界處有大量Cr23C6析出物。經(jīng)電渣重熔后顯微組織為細(xì)短枝晶，晶界處無(wú)明顯析出物，且晶粒細(xì)化。
????（2）真空感應(yīng)熔煉后，Ni含量從60.39%上升至61.65%；Cr含量從29.61%下降至29.03%；Fe含量從8.00%上升至8.70%；C含量從30ppm降低至21ppm；S含量基本上維持不變；P從0.005%上升至0.011%；沒(méi)有檢測(cè)到Cu的存在。電渣重熔后，Ni含量從61.65%上升至62.55%；Cr含量從29.03%上升至29.10%；Fe含量從8.70%下降至7.76%；C含量從0.021%下降至0.012%，基本上達(dá)到了脫碳的效果；S含量基本上維持不變；P含量從11ppm下降至8ppm；真空熔煉引入的Al雜質(zhì)明顯減少。
（3）真空感應(yīng)熔煉，再經(jīng)電渣重熔后，表層晶粒細(xì)化，組織為等軸奧氏體晶粒，心部為細(xì)短枝晶，晶界處無(wú)明顯析出物，合金成分被優(yōu)化，基本達(dá)到脫碳效果，熱加工性能得到改善。
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