專(zhuān)利名稱(chēng)：核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法。
背景技術(shù)：
高溫合金材料，主要應(yīng)用于航空、航天和核電站的關(guān)鍵部件上,其對(duì)材料的力學(xué)性能、材料的純凈度要求很高。高溫合金材料的化學(xué)成份元素較多，它含有大量易氧化元素，對(duì)雜質(zhì)元素和氣體含量的要求非常嚴(yán)格。因此，在制備高溫合金材料時(shí)，必須選用精料，即原料中的硫、磷、鉛、錫、砷、銻、鉍和氣體的含量要低，且無(wú)銹、無(wú)油污。高溫合金材料中，用于核電站流量限制器用的的鎳基高溫合金材料，通常采用電弧爐與普通鑄錠工藝制備而成，其爐熔批量大，設(shè)備費(fèi)用投入少，對(duì)高堿性渣的脫硫效果好，且可以使用返回料等。但由于其合金成分(特別是一些較活潑元素)燒損而不易控制，導(dǎo)致合金氣體含量較高，脫氧產(chǎn)物被大量殘留于鋼中，同時(shí)爐襯和盛鋼桶的耐火材料易使合金受到污染，澆注的過(guò)程易發(fā)生二次氧化，造成鋼中形成夾雜與氣泡等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于針對(duì)綜上所述的用常規(guī)的電弧爐與普通鑄定工藝制備的鎳基高溫合金材料存在的諸多問(wèn)題，提供一種以真空感應(yīng)熔煉、加入變質(zhì)劑為主要特點(diǎn)的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法。本發(fā)明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法，包括原材料準(zhǔn)備、真空感應(yīng)熔煉、加入變質(zhì)劑、真空澆注、二次精煉步驟制備而成。該制備方法的步驟如下所述a、原材料準(zhǔn)備精選S、P、B、Co、As、Sn、Sb、Cu、Pb元素含量低的優(yōu)質(zhì)原材料，其所選原材料的化學(xué)成分重量百分比應(yīng)滿(mǎn)足以下要求s ( 0. 010%, P^O. 015%,B 彡 0. 005%,Co ( 0. 05%,As ( 0. 001%,Sn ( 0. 0025%,Sb ( 0. 0025%,Cn ( 0. 05%,Pb ( 0. 0025%。b、真空感應(yīng)熔煉將準(zhǔn)備的原材料分三次裝入坩堝內(nèi)，第一次裝入75 80%的原材料后即關(guān)閉爐蓋，真空度抽至0. I 0. 6Pa，待通電熔化70 80%后，再第二次裝入10 15%的原材料，至原材料全部熔化完畢。測(cè)量鋼水溫度為1590 1620°C時(shí)，第三次補(bǔ)加5 10%的原材料作微合金化調(diào)整鋼水化學(xué)成分，使其化學(xué)成分的重量百分比滿(mǎn)足下述要求C0. 05 0. 030%,Cr28. 0 31. 0%,Fe7. 0 ll%、Ni 彡 58. 0%, S ( 0. 005%,P ^ 0. 008 %, B ^ 0. 003 %, Co ^ 0. 03 %, Al ^ 0. 32 %, N ^ 0. 04 %, Mg ^ 0. 005 %,Ti ^ 0. 15%, Ta ^ 0. 01%，鋼水溫度控制為 1610 1620°C。C、加入變質(zhì)劑真空感應(yīng)熔煉后，在鋼水中加入0. 05 0. 15%的稀土作變質(zhì)劑，它能加速鋼水結(jié)晶核的大量形成，提高鋼水的形核率，以變質(zhì)劑為核心向四周擴(kuò)展形成多而細(xì)的原始晶粒，提高鋼錠的原始晶粒度。所述的變質(zhì)劑為鑭系或錒系稀土材料。
d、真空澆注變質(zhì)劑加入3 5分鐘后，即出鋼澆注，澆注溫度控制為1580 1610°C、時(shí)間為45 55秒。e、二次精煉真空澆注完畢后采用常規(guī)的電渣重溶工藝，即完成所述的鎳基高溫合金材料的制備。本發(fā)明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法，不僅提高鋼錠的純凈度，而且降低鋼錠中的非金屬夾雜物和氣體含量，使制備的鎳基高溫合金材料完全符合ASME標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而確保核電站流量限制器質(zhì)量可靠，使用安全。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法作進(jìn)一步敘述。
本發(fā)明的核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法，包括原材料準(zhǔn)備、真空感應(yīng)熔煉、加入變質(zhì)劑、真空澆注、二次精煉步驟。為驗(yàn)證本發(fā)明的制備方法的可實(shí)施性，列舉以下的實(shí)例用于說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，其具體操作步驟按以下選擇的實(shí)例進(jìn)行a、原材料準(zhǔn)備精選S、P、B、Co、As、Sn、Sb、Cu、Pb元素含量低的優(yōu)質(zhì)原材料，其所選原材料的化學(xué)成分的重量百分比選擇其中的實(shí)例S0. 010%、PO. 012%, B0. 003%,CoO. 03%, AsO. 001%, SnO. 002%, SbO. 0023%, CnO. 03%, PbO. 0022%。b、真空感應(yīng)熔煉將準(zhǔn)備的原材料分三次裝入坩堝內(nèi)，第一次裝入80%的原材料后即關(guān)閉爐蓋，真空度抽至0. 5Pa，待通電熔化80%后，再第二次裝入15%的原材料，至原材料全部熔化完畢。測(cè)量鋼水溫度為1600°C時(shí)，第三次補(bǔ)加5%的原材料作微合金化調(diào)整鋼水化學(xué)成分，使其化學(xué)成分的重量百分比滿(mǎn)足下述要求C0. 025%,Cr30. 0%,Fel0. 0%,Ni61. 0 SO. 005 %、PO. 008 %、BO. 003 %、CoO. 03 %、A10. 32 %, NO. 04 % , MgO. 005 %、TiO. 15%、TaO. 01%，鋼水溫度控制為 1620。。。c、加入變質(zhì)劑真空感應(yīng)熔煉后，在鋼水中加入0. 15%的稀土作變質(zhì)劑，變質(zhì)劑為鑭系或錒系稀土材料。d、真空澆注變質(zhì)劑加入3 5分鐘后，即出鋼澆注，澆注溫度控制為1600°C、時(shí)間為50秒。e、二次精煉真空澆注完畢后采用常規(guī)的電渣重溶工藝，即完成所述的鎳基高溫合金材料的制備。
權(quán)利要求
1.一種核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法，其特征在于所述的鎳基高溫合金材料采用原材料準(zhǔn)備、真空感應(yīng)熔煉、加入變質(zhì)劑、真空澆注、二次精煉步驟制備而成，該制備方法包括以下步驟 a、原材料準(zhǔn)備，精選S、P、B、Co、As、Sn、Sb、Cu、Pb元素含量低的優(yōu)質(zhì)原材料，其所選原材料的化學(xué)成分重量百分比應(yīng)滿(mǎn)足以下要求S ( 0. 010%,P ( 0. 015%,B ( 0. 005%,Co ( 0. 05%,As ( 0. 001%,Sn ( 0. 0025%,Sb ( 0. 0025%、Cn 彡 0. 05%,Pb ( 0. 0025%, b、真空感應(yīng)熔煉，將準(zhǔn)備的原材料分三次裝入坩堝內(nèi)，第一次裝入75 80%的原材料后即關(guān)閉爐蓋，真空度抽至0. I 0. 6Pa，待通電熔化70 80%后，再第二次裝入10 15%的原材料，至原材料全部熔化完畢，測(cè)量鋼水溫度為1590 1620°C時(shí)，第三次補(bǔ)加5 10%的原材料作微合金化調(diào)整鋼水化學(xué)成分，使其化學(xué)成分的重量百分比滿(mǎn)足下述要求C0. 05 0. 030%, Cr28. 0 31. 0 %、Fe7. 0 11 %、Ni 彡 58. 0 %、S 彡 0. 005 %、P ^ 0. 008 %, B ^ 0. 003 %, Co ^ 0. 03 %, Al ^ 0. 32 %, N ^ 0. 04 %, Mg ^ 0. 005 % ,Ti ^ 0. 15%,Ta ^ 0. 01%，鋼水溫度控制為 1610 1620°C， C、加入變質(zhì)劑，真空感應(yīng)熔煉后，在鋼水中加入0. 05 0. 15%的稀土作變質(zhì)劑， d、真空澆注，變質(zhì)劑加入3 5分鐘后，即出鋼澆注，澆注溫度控制為1580 1610°C、時(shí)間為45 55秒， e、二次精煉，真空澆注完畢后采用常規(guī)的電渣重溶工藝，即完成所述的鎳基高溫合金材料的制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述的變質(zhì)劑為鑭系或錒系稀土材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種核電站流量限制器用鎳基高溫合金材料的制備方法。該方法所述的鎳基高溫合金材料通過(guò)原材料準(zhǔn)備、真空感應(yīng)熔煉、加入變質(zhì)劑、真空澆注、二次精煉步驟制備而成。它不僅提高鋼錠的純凈度，而且降低鋼錠中的非金屬夾雜物和氣體含量，使制備的鎳基高溫合金材料完全符合ASME標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而確保核電站流量限制器質(zhì)量可靠，使用安全。
文檔編號(hào)C22C19/05GK102758096SQ20121028178
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者張自生 申請(qǐng)人:貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司