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線性電磁攪拌器對高溫合金Incoloy800鑄態組織的影響

2014-09-09 01:14:00 作者:未知 已閱讀1739次

關鍵字:

    Incoloy800是固溶強化的奧氏體鐵鎳基高溫合金,因其在高溫條件下具有良好的抗蠕變、耐腐蝕和高強度等性能,

在核電工業、石油化工和化學工業等領域得到廣泛應用。目前,對于高溫合金Incoloy800的生產, 國內大多采用的是

傳統的雙聯工藝或三聯工藝,這種傳統的工藝存在著能耗高,收得率低等缺點,并且生產的合金錠具有偏析、晶粒粗

大等問題。而國外學者已經在研究將連鑄這種更高效、更節能的工藝引入到Incoloy800的生產中,并且取得了一些進

展。近年來,國內對Incoloy800合金需求量的急劇增加使得人們迫切希望掌握這項生產技術。


     電磁攪拌技術作為增加等軸晶率、減輕元素偏析的重要手段,在鋼、銅合金和鋁合金的連鑄中已經得到大量的研

究和應用。科研人員通過在Incoloy800高溫合金錠凝固過程中施加水平線性電磁攪器,考察了線性電磁攪拌對

Incoloy800高溫合金錠的宏觀組織以及元素偏析的影響。以期開發出線性電磁攪拌器作用下優質高溫合金

Incoloy800鑄坯的連鑄新工藝。


      實驗材料為Incoloy800棒料,化學成分w(%)為0.08C,0.52Si,0.80Mn,0.023P,0.002S,20.13Cr,30.88Ni,0.52Ti,0.28Al,余量Fe。利用中頻感應爐將合金棒料熔化到1460℃時,經由澆冒系統澆注到     不銹鋼砂箱內的2個型腔中。型腔的尺寸均為:直徑Φ40mm、高120mm。2個型腔幾何中心距電磁攪拌器的距離分別為40mm、250mm。電磁攪拌器在開始澆注時開啟,電磁攪拌的頻率為5Hz,電流為350A。
     試樣橫截面宏觀晶粒組織平均晶粒尺寸根據國標GB6394-86中的截點法測得,采用面積計量法計算橫截面等軸晶比例。采用EPMA-1600型電子探針對試樣中的Cr含量進行化學成分分析。試驗結果表明:
(1)在高溫合金的凝固過程中施加線性電磁攪拌,可以有效地細化合金的凝固組織。與遠離攪拌側相比,靠近攪拌側鑄錠的等軸晶率從42%提高到69%,等軸晶平均晶粒尺寸從3.9mm減小到1.4mm。
(2)靠近攪拌側鑄錠和遠離攪拌側鑄錠中Cr元素的宏觀偏析均存在, 但在較大的磁感應強度下,Cr的宏觀偏析得到明顯減輕。
(3)增強磁感應強度后,由線性電磁攪拌器引起的對流加速了熔體中過熱的耗散,縮短了凝固時間。對流充分混合了熔池內各部分熔體,使得溶質元素在鑄錠中的宏觀偏析和微觀偏析得到改善,從而大幅度提高了鑄錠質量。

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