一种抗高温氧化的铸造高钨镍基合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113584350A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202110869171.8(22)申请日2021.07.30(71)申请人湖北精利机电科技有限公司地址438000湖北省黄冈市黄州区东湖街道宝塔大道189号(72)发明人吴树森许嘉雄郭威吕书林(74)专利代理机构武汉华强专利代理事务所(普通合伙)42237代理人王冬冬(51)Int.Cl.C22C19/05(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种抗高温氧化的铸造高钨镍基合金及其制备方法(57)摘要本发明提供一种抗高温氧化的铸造高钨镍基合金及其制备方法，合金成分重量百分比为：C0.1～0.2％，Ni51～54％，Cr26～27％，Si0.8～1.0％，Nb0.5％,Mn1.0～1.5％,W5.1～6.9％，余量为Fe，及微量的Ce和La。本发明将合金成分设计和传统铸造方法相结合，通过原材料选择、熔炼工艺、熔体的变质处理工艺、浇注工艺等的合理选择，有效地提高了镍基高温合金材料的抗氧化性能，能够较好地满足轧钢线的高温炉内垫块或辊环、冶金热处理炉、石化高温设备等场合下对镍基合金的性能要求。CN113584350ACN113584350A权利要求书1/1页1.一种抗高温氧化的铸造镍基合金，其特征在于，其合金成分重量百分比为：C0.1～0.2％，Ni51～54％，Cr26～27％，Si0.8～1.0％，Nb0.5％,Mn1.0～1.5％,,W5.1～6.9％，余量为Fe，及微量的Ce和La。2.如权利要求1所述的一种抗高温氧化的铸造镍基合金，其特征在于：所述Ce的重量百分比≤0.05％，La的重量百分比≤0.05％。3.如权利要求1‑2任一项所述的一种抗高温氧化的铸造镍基合金的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、将上述配比的Ni、Fe、Cr、W、Nb原料，通过感应熔化电炉，于1500℃熔化为镍基合金熔体；步骤2、将步骤1所得的镍基合金熔体加热到1580～1630℃，再加入上述配比的Si、Mn原料，进行预脱氧处理，除去表面熔渣；之后，再将熔体的温度调到1530～1580℃；步骤3、在步骤2所得的熔体中在1550℃加入0.05～0.15％混合稀土原料，进行熔体的精炼和变质处理，保温3分钟；步骤4、将步骤3精炼过的熔体除去表面熔渣，进行浇注，浇注温度为1480～1550℃，得到镍基高温合金。4.如权利要求3所述的一种抗高温氧化的铸造镍基合金的制备方法，其特征在于：所述稀土原料为Ce、La、Fe及Si的混合物，其中Ce与La之和大于50％。2CN113584350A说明书1/5页一种抗高温氧化的铸造高钨镍基合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料领域，具体涉及一种抗高温氧化的铸造高钨镍基合金及其制备方法。背景技术[0002]短流程的连铸连轧钢坯生产线集中了炉外精炼、近终形高速连铸、隧道式加热、现代热轧及在线自动检测与计算机过程控制等一系列高新技术,将热轧板实现了从钢水到成品的连续、自动化生产，具有生产过程紧凑、周期短、能耗低、成材率高、投资少、成本低等许多优点。连铸连轧生产线需要有隧道型、辊底式加热炉对钢坯进行加热和输送。辊底式加热炉是连接连铸机与轧机的重要过渡设备。钢坯在加热炉内运动时，是靠旋转的耐热合金辊环支撑，并在其上方进行运动。在生产较薄的钢坯时，耐热合金辊环要承受加热炉内1150℃～1250℃的高温，保持较高的抗氧化性及高温强度。因此，一些进口生产线采用Co50合金(即含Co50％，其余主要为Cr及Fe元素)制造辊环。但是，这种材料由于采用昂贵的钴，成本很高，高温性能也有待改善。故开发较低成本的、能满足高温性能要求的低成本镍基合金替代钴基合金具有重要的意义。[0003]另外，各种高温热处理炉中的辐射管、弯头、料框等部件，石化行业的高温装置中的挂件、管件等部件，都需要长期在高温下工作，需要采用抗高温氧化的材料进行制造。这些部件以前通常使用ZG40Cr25Ni20等铸钢材料制造，高温使用一段时间后容易出现开裂、变形、氧化等缺陷，使用寿命较短，更换频率很高，严重影响设备的正常运转。[0004]镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于40％)、在650～1100℃范围内具有较高强度和良好抗氧化的高温合金。它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的，为了满足镍基高温合金在1000℃以上的耐高温和抗氧化性能，常在其中加入了大量的强化元素。钨作为一种强化元素，常被用于加入到镍基高温合金中起固溶强化作用，钨原子的半径比较大，比基体镍的半径大百分之十几，固溶强化作用明显，再结合钼、锰、