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线 性电磁搅拌器对高温合金Incoloy800铸态组织的影响

2014-09-09 01:14:00 作者:未知 已阅读1622次

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    Incoloy800是 固溶强化的奥氏体铁镍基高温合金,因 其在高温条件下具有良好的抗蠕变、耐 腐蚀和高强度等性能,

在核电工业、石 油化工和化学工业等领域得到广泛应用。目前,对于高温合金Incoloy800的生产, 国内大多采用的是

传 统的双联工艺或三联工艺,这 种传统的工艺存在着能耗高,收得率低等缺点,并 且生产的合金锭具有偏析、晶粒粗

大等问题。而 国外学者已经在研究将连铸这种更高效、更节能的工艺引入到Incoloy800的生产中,并且取得了一些进

展。近年来,国内对Incoloy800合 金需求量的急剧增加使得人们迫切希望掌握这项生产技术。


     电磁搅拌技 术作为增加等轴晶率、减 轻元素偏析的重要手段,在钢、铜合金和铝合金的连铸中已经得到大量的研

究和应用。科研人员通过在Incoloy800高 温合金锭凝固过程中施加水平线性电磁搅器,考 察了线性电磁搅拌对

Incoloy800高 温合金锭的宏观组织以及元素偏析的影响。以期开发出线性电磁搅拌器作用下优质高温合金

Incoloy800铸坯的连铸新工艺。


      实验材料为Incoloy800棒料,化学成分w(%)为0.08C,0.52Si,0.80Mn,0.023P,0.002S,20.13Cr,30.88Ni,0.52Ti,0.28Al,余量Fe。利 用中频感应炉将合金棒料熔化到1460℃时,经由浇冒系统浇注到     不锈钢砂箱内的2个型腔中。型腔的尺寸均为:直径Φ40mm、高120mm。2个型腔几何中心距电磁搅拌器的距离分别为40mm、250mm。电磁搅拌器在开始浇注时开启,电磁搅拌的频率为5Hz,电流为350A。
     试 样横截面宏观晶粒组织平均晶粒尺寸根据国标GB6394-86中的截点法测得,采 用面积计量法计算横截面等轴晶比例。采用EPMA-1600型 电子探针对试样中的Cr含 量进行化学成分分析。试验结果表明:
(1)在 高温合金的凝固过程中施加线性电磁搅拌,可 以有效地细化合金的凝固组织。与远离搅拌侧相比,靠 近搅拌侧铸锭的等轴晶率从42%提高到69%,等 轴晶平均晶粒尺寸从3.9mm减小到1.4mm。
(2)靠 近搅拌侧铸锭和远离搅拌侧铸锭中Cr元 素的宏观偏析均存在, 但 在较大的磁感应强度下,Cr的 宏观偏析得到明显减轻。
(3)增强磁感应强度后,由线性电磁搅拌器引 起的对流加速了熔体中过热的耗散,缩短了凝固时间。对 流充分混合了熔池内各部分熔体,使 得溶质元素在铸锭中的宏观偏析和微观偏析得到改善,从 而大幅度提高了铸锭质量。

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