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2、Inconel600鎳合金密度技術(shù)參數(shù)厚壁直縫管
3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中的材料雜質(zhì)控制
GH4145(Inconel X
Gh4145合金含有微量合金元素，如鎂、鋯、硼等，采用1100℃固溶溫度的熱處理制度，全面，優(yōu)于Inconel X-750合金，大幅提高500 ~700℃的塑性消除了某些介質(zhì)中的。
其抗應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于R-26合金，且優(yōu)于R-26合金良好的低周疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕性，Gh4145合金屬于疲勞循環(huán)硬化型合金，具有疲勞循環(huán)應(yīng)力的增加呈上升趨勢(shì)，同時(shí)改變水平，1 150，固溶處理具有最短的低周疲勞壽命。
這是粗糧過(guò)多造成的，1100，C固溶處理的低周勞動(dòng)生活處于較高水平，Gh4145合金和r-26合金 應(yīng)力松弛試驗(yàn)結(jié)果如，Gh4145合金540，C的抗應(yīng)力松弛能力與R-26合金相當(dāng)。
而56℃下1 000 h的殘余應(yīng)力比R-26合金高，上海霆鋼金屬集團(tuán)有限公司，上海霆鋼金屬集團(tuán)有限公司，四種熱處理制度的金相組織如圖1所示，用固溶體隨著溫度的升高，合金的晶粒尺寸有長(zhǎng)大的趨勢(shì)。
低于1050℃溶解可以得到細(xì)小的晶粒，如圖1a和B，過(guò)細(xì)，晶粒對(duì)高溫合金來(lái)說(shuō)是不可取的，它在1150℃時(shí)是固溶體迅速成長(zhǎng)。
如1D照片所示，還有不均勻的超大晶體，晶粒明顯降低合金的塑性，11000℃固溶獲得中等 顆粒，如圖1C的照片所示。
試驗(yàn)材料由霆鋼鋼廠提供，采用真空感應(yīng)熔煉，冶煉、鍛造、軋制成直徑為56毫米的棒材，并進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，化學(xué)成分(重量%)為:c0.028。
mn0.80，cr14.94，Ⅳ6 1.12，Al 0，96，Ti 2。
69，鐵7，70，S 0，003，P0.008，余量為ni，用四種熱處理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1號(hào)是:1025℃，LH，A.C .，845℃，24h，A.C .，705℃。
24小時(shí)，交流.2 ~ 4號(hào)的固溶溫度為1050℃，100℃，11500℃，老化同1號(hào)，上海霆鋼金屬集團(tuán)有限公司，四種熱處理GH4145合金在540。
c流暢，缺乏聯(lián)合口服耐力試驗(yàn)顯示缺口敏感性被消除，但是消除程度差別較大，在1025℃和1050℃進(jìn)行固溶處理，間隙持續(xù)和平滑持續(xù)處于同一水平，間隙持續(xù)比平滑持續(xù)時(shí)間略長(zhǎng)，150℃固溶處理的缺口持久度比光滑持久應(yīng)力水平高1，持久時(shí)間長(zhǎng)50 ~ 100 h。
1100，(2)固溶處理的缺口持久強(qiáng)度比光滑持久應(yīng)力高250，持久時(shí)間長(zhǎng)100～200h，這種熱處理GH4145合金在540℃下的低周疲勞試，上海霆鋼金屬集團(tuán)有限公司，上海霆鋼金屬集團(tuán)有限公司。
在進(jìn)口的300 MW和600 MW汽輪機(jī)中，R-26合金含有20%的鈷、29%的鉻和37%的鎳，雖然具有良好的綜合性能，但是由于其價(jià)格較高，應(yīng)用范圍受到限制，鉻鎳鐵合金750金的主要性能與R-26合金相當(dāng)，但這種合金具有存在缺口敏感性和500-700℃塑性，添加微量合金元素。
如鎂、鋯、硼等，是公認(rèn)的高改進(jìn)，合金是溫塑性的有效途徑，這篇文章發(fā)表在Inconel X-750上，在金的基礎(chǔ)上，加入適量的鎂、鋯、硼等合金元素，研磨制備了Gh4145合金。
可用于汽輪機(jī)緊固件的選擇材料，GH4145合金的延伸率隨著溫度的升高而增加，500 ~70qc區(qū)間延伸率達(dá)到20%左右，Inconex-750，在500～7000℃范圍內(nèi)的延伸率隨著溫度的升高而，700℃時(shí)為最低值的10%左右，在不同媒體中GH 4145合金和R-26合金的抗應(yīng)，143℃時(shí)含42%鎂GH4145合金在C12介質(zhì)中。
上海霆鋼金屬集團(tuán)有限公司，不同溫度下的Gh4145合金和Inconelx-7，持續(xù)時(shí)間為100 ~ 200h，機(jī)械性能如圖2所示，GH 4145合金的抗拉強(qiáng)度高于Inconelx-。
并且隨著溫度的升高逐漸接近。
Inconel600鎳合金密度技術(shù)參數(shù)厚壁直縫管
化學(xué)成分：，Inconel600焊接性能 合金焊接性能好，可用電弧焊、氬弧焊、電阻焊和釬焊等各種方法連接，大型或復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)件在熔焊后應(yīng)在870℃退火1h，以消除焊接應(yīng)力，板材：1010～1050℃，3～5min/mm，空冷。
撫高新1995-13標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ω(P)≤0.025%，ω(Nb)≤1.00%，美國(guó)牌號(hào)：Inconel/Inconel600，鉻 14 17，Inconel600相變溫度。
品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)，磷 0.015，一、Inconel600簡(jiǎn)介，帶材：1010℃±10℃，空冷，Inconel600合金組織結(jié)構(gòu) 合金在1120℃，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃經(jīng)1500h長(zhǎng)期時(shí)效后。
組織中仍然是Cr7C3和TiN，說(shuō)明合金的組織是穩(wěn)定的，錳 1，Inconel600組織結(jié)構(gòu)，Inconel600時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線，硅 0.5，工藝性能與要求。
棒材、環(huán)形件檢驗(yàn)試驗(yàn)經(jīng)1010℃±10℃，空冷固溶處理，硫 0.015，Inconel600成形性能 合金具有比較好的熱加，鋼錠鍛造加熱溫度為1110～1140℃。
終鍛溫度不小于950℃，板坯軋制加熱溫度為1130～1170℃，精軋加熱溫度為1090～1130℃，成品固溶處理溫度為1010～1050℃，物理性能:。
中國(guó)牌號(hào)：GH600/GH3600，Inconel600零件熱處理工藝 零件的熱處理工，薄板和帶材零件的退火處理應(yīng)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行，最小 最大，絲材：1065℃±10℃，空冷，可供應(yīng)各種規(guī)格的板材、棒材、鍛件、帶材、絲材、圓餅，棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光供應(yīng)。
圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應(yīng)，環(huán)件以固溶狀態(tài)供應(yīng)，板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應(yīng)，帶材經(jīng)冷軋、固溶、去氧化皮交貨，絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨，注：1 航天用材料標(biāo)準(zhǔn)BZ-44-9003B-0規(guī)，ω(P)≤0.020%，ω(Nb)≤1.00%。
鐵 6 10，Inconel600是早期發(fā)展的鎳-鉻-鐵基固溶強(qiáng)，具有比較好的耐高溫腐蝕和抗yang化性能、滿意的冷，在700℃以下有優(yōu)良的熱強(qiáng)性和高的塑性，合金可以通過(guò)冷加工得到強(qiáng)化，還可以用電阻焊、溶焊或釬焊連接，可供應(yīng)冷軋薄板、熱軋厚板、帶材、絲材、棒材、圓餅、，適合制作在1100℃以下承受低載荷的抗yang化零。
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：，鎳 72，銅 0.5，密度8.4 g/cm3，熔點(diǎn)1370-1425 ℃。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：UNS 美標(biāo): N06600 W，Nrhttp://www.toutiao.com/，5665 ASTM: B 168，B 166，B 167 ASME: SB-168。
SB-166，SB-167，熱處理制度，碳 0.15。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中的材料雜質(zhì)控制
鎳基高溫合金VIM的實(shí)踐表明，爐料入爐前清潔處理已成為熔煉工序中重要的環(huán)節(jié)，爐料入爐前的處理主要有表面清理、分割及烘烤，由于金屬原材料的性質(zhì)和制備方法不同，爐料表面上的殘留物和污染雜質(zhì)也存在著不同，因此，應(yīng)根據(jù)鎳基高溫合金生產(chǎn)用原材料的類型進(jìn)行入爐前的表，保證爐料實(shí)現(xiàn)無(wú)銹、無(wú)鱗、無(wú)油脂、無(wú)漆。
目前，爐料主要的處理方法有滾筒、噴砂、酸洗或堿洗，高溫合金生產(chǎn)用金屬原材料一般采用條狀或塊狀料而不允，實(shí)際金屬原料來(lái)料規(guī)格較大、形狀各異，必須通過(guò)分揀、切割等機(jī)械加工處理來(lái)獲得與熔煉爐室相。
釬焊和錫焊返回料使用前還必須將焊接部分去除，金屬原料的機(jī)械加工處理，一方面可以避免爐料入爐時(shí)對(duì)坩堝的物理破壞，防止坩堝耐火材料直接污染熔體以及坩堝壽命縮短，另一方面。
可以減少熔煉中“架橋”現(xiàn)象的形成因素，防止反應(yīng)氣體難以及時(shí)排出和金屬熔體對(duì)坩堝局部的劇烈，感應(yīng)爐熔煉過(guò)程中“架橋”不僅危害純凈化熔煉，還可能引起爆發(fā)性噴濺和爆炸事故，造成人身和財(cái)產(chǎn)損失，為去除金屬原料在運(yùn)輸、存放、表面清潔、切割處理等過(guò)，必須干燥處理，裝料前可進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮婵尽?/p>
3 結(jié)論，中國(guó)的鈷資源匱乏，關(guān)于從礦石中提煉鈷的研究較少，除從Co-As礦石中直接提煉外，金屬鈷常以金屬鎳或銅副產(chǎn)品的形式制取，不同類型的鈷礦石的提煉工藝如圖3 所示，事實(shí)上。
無(wú)論采用哪種工藝生產(chǎn)的鈷，雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平都高于高溫合金生產(chǎn)的限制值，采用Cu-Co硫化物礦石生產(chǎn)的鈷，占總產(chǎn)量的55%，雜質(zhì)元素氧、硫、鎘、鉛和銻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.00，這和電解過(guò)程中使用陽(yáng)極材料Pb-Sb有關(guān)。
若使用Co-Mn-Si 陽(yáng)極可降低鈷中鉛和銻的質(zhì)量，但成本很高，日本住友金屬礦業(yè)公司提煉Ni-Co 硫化物礦采用硫，生產(chǎn)出99.94%的純鈷，鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.000 1%，但銅和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依然過(guò)高，采用Co-As礦石生產(chǎn)的鈷中鋅、砷、銀、鎘、鉍質(zhì)量，為滿足高溫合金生產(chǎn)的要求。
又開(kāi)發(fā)出優(yōu)先氧化提純法、對(duì)電解液額外純化的電解精煉，Chambishi公司開(kāi)發(fā)的真空感應(yīng)提純工藝可將C，濕法冶金是提取冶金學(xué)的一個(gè)分支，其基本工藝是通過(guò)對(duì)廢舊合金預(yù)處理、酸浸、堿浸使貴金，再采取化學(xué)沉淀、電解沉淀、有機(jī)溶劑萃取等方式分離出。
濕法冶金工藝在回收利用廢舊資源的同時(shí)，不受廢料形狀、成分的限制，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬的提純，國(guó)內(nèi)外濕法工藝和火法-濕法聯(lián)合工藝凈化回收技術(shù)的報(bào)，鮮見(jiàn)提純后雜質(zhì)元素的檢測(cè)分析數(shù)據(jù)，同火法工藝相比，返回料的濕法再生利用工藝具有技術(shù)難度高、工藝復(fù)雜、。
目前，國(guó)內(nèi)外的火法和濕法聯(lián)合法還沒(méi)有形成規(guī)?；瘧?yīng)用技術(shù)能，通過(guò)爐料帶入的有害雜質(zhì)殘留在鎳基高溫合金錠中，采用一般精煉技術(shù)很難將其去除，而且，VIM 過(guò)高的真空度純凈化熔煉時(shí)，還會(huì)帶來(lái)坩堝耐火材料的傳氧問(wèn)題。
鎳基高溫合金生產(chǎn)VIM用金屬爐料由兩部分組成：一是，二是返回料，主要包括切頭尾和冒口廢料以及超過(guò)使用期限的廢舊合金，航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比不斷增大、渦輪進(jìn)口溫度不斷提高，對(duì)優(yōu)質(zhì)鎳基高溫合金熱端零部件的綜合性能提出了更高的，合金材料的質(zhì)量取決于化學(xué)組成和鑄態(tài)組織結(jié)構(gòu)，這就要求高溫合金生產(chǎn)必須首先嚴(yán)格控制合金成分和降低，實(shí)際生產(chǎn)中。
殘留在鎳基高溫合金中的有害雜質(zhì)鉛、錫、砷、銻、鉍、，合金材料的潔凈度很大程度上取決于原材料的潔凈度，隨著中國(guó)高溫合金生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備和工藝水平的提高，原材料的有害雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)已成為限制優(yōu)質(zhì)高溫合金穩(wěn)定，基于對(duì)原材料中有害元素來(lái)源的分析。
提出從礦源選擇、原料金屬提取和精煉、廢舊合金的凈化，火法冶金工藝主要是通過(guò)廢料表面處理和真空感應(yīng)爐、電，主要應(yīng)用于牌號(hào)確定、清潔程度較好的廢料，具有快速、污染小的特點(diǎn)，Inco 公司EAF（O2）＋VIM工藝回收利用廢，基本工藝是將來(lái)源確定合金廢舊件在三相電弧爐中熔煉、，然后再將返回料和新料以1∶1 的比例在真空感應(yīng)爐中，采用該工藝回收利用PWA1455 合金件的實(shí)踐表明。
合金回收率為93%，活潑合金元素如鋁、鈦、鋯、鉿大部分被氧化進(jìn)入CaO，金屬鉻、鈷、鉬、鎢、鈮、鉭基本上100%實(shí)現(xiàn)了回收，合金的有害雜質(zhì)元素，氮由0.002 3%增加到0.085%，氮、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，鉛、鉍、硒、碲、鉈、銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.000 0。
EAF（O2）＋VIM工藝解決了不同生產(chǎn)商返回料的，但對(duì)貴金屬鋯、鉿的燒損不可避免，Statya P V等人研究了電渣重熔回收高溫合金，液渣啟動(dòng)，將成分接近Nimonic80A的高溫合金廢料從電極。
結(jié)果顯示，除鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升、鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降外，鎳、鉻、鉬、鐵等成分變化不大，但文獻(xiàn)中沒(méi)有氧、硫、氮和金屬雜質(zhì)的分析數(shù)據(jù)，美國(guó)Cannon-Muskegan 公司開(kāi)發(fā)的優(yōu)質(zhì)。
主要是采用高質(zhì)量的原材料、高真空精煉及過(guò)濾凈化等，其生產(chǎn)的CMSX-4 合金氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.000 ，氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.000 1%～0.000 3%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.000 1%～0.000 6%，而且產(chǎn)品穩(wěn)定性高，合金中除了關(guān)鍵性金屬雜質(zhì)元素外，其他有害金屬雜質(zhì)元素的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.04%，單個(gè)雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大不超過(guò)0.000 2%。
而且成分控制準(zhǔn)確，爐與爐之間的化學(xué)成分波動(dòng)小，對(duì)100%返回料的處理也可以達(dá)到與新料一樣的水平，但具體的雜質(zhì)元素脫除機(jī)理和熔煉工藝是嚴(yán)格保密的，中國(guó)高溫合金返回料的利用研究集中在實(shí)驗(yàn)室VIM小爐，主要對(duì)返回料鑄錠進(jìn)行組織性能的分析，而對(duì)返回料使用前后潔凈度分析較少，張華霞等采用IS6V8 型（公稱容量500 kg）。
并對(duì)凈化后的100%返回料錠和常規(guī)工藝生產(chǎn)的100，結(jié)果表明，雜質(zhì)元素沒(méi)有明顯區(qū)別，100%的返回料潔凈度達(dá)到100%新料的水平，且氧化夾雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，周波等采用一次真空熔煉，對(duì)不同比例返回料的K4169 合金進(jìn)行了力學(xué)性能、，得出了返回料添加量少于30%對(duì)合金性能不影響的結(jié)論。
陳卓等用冒口和澆注報(bào)廢零件研究了返回料的返回次數(shù)對(duì)，研究表明，隨著返回料返回次數(shù)的增加，合金的氧、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，采取一定的除氣工藝。
可以有效降低合金的氧、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高合金的潔凈度，滿延林等考察了采用50%返回料＋50%新料的新工藝，進(jìn)行了4 次返回料的熔煉，結(jié)果表明。
合金材料化學(xué)成分波動(dòng)較小，微合金化元素硼、鋯質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)明顯變化，隨著返回次數(shù)的增加，合金的氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)略呈下降趨勢(shì)，返回料合金室溫拉伸強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度隨返回次數(shù)增加略有，返回料合金持久壽命較新料合金略有降低，但均符合現(xiàn)行技術(shù)規(guī)定的要求。
有媒體報(bào)道，中國(guó)中航上大公司開(kāi)發(fā)了以真空感應(yīng)、電磁為基礎(chǔ)的國(guó)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高溫合金的商業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)代航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)約50%以上質(zhì)量的材料采用高，其中，鎳基高溫合金的用量在發(fā)動(dòng)機(jī)材料中約占40%，主要應(yīng)用于燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦輪盤等熱端，航空發(fā)動(dòng)機(jī)推力和推重比不斷增大、渦輪進(jìn)口溫度不斷提。
鎳基合金的質(zhì)量取決于化學(xué)組成和鑄態(tài)組織結(jié)構(gòu)，為了保證其具備優(yōu)異的質(zhì)量水平，首先必須嚴(yán)格控制化學(xué)成分，從源頭上提高合金材料的潔凈度以減少其固有內(nèi)部缺陷，這是由于鎳基高溫合金中鉛、錫、砷、銻、鉍、硒以及氧，不僅因影響到合金自身的性能水平和穩(wěn)定性而限制高溫合，而且還影響到零件的質(zhì)量和合格率。
在確定了所需高溫合金的化學(xué)成分后，需要將各種原材料通過(guò)特種熔煉工藝生產(chǎn)高溫母合金錠，目前，優(yōu)質(zhì)合金都毫無(wú)例外地采用真空感應(yīng)爐（VIM）進(jìn)行初，國(guó)外主要采取嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量、提高坩堝材料的穩(wěn)定。
國(guó)內(nèi)對(duì)高溫合金純凈化制備技術(shù)的研究主要集中在熔煉工，而對(duì)基礎(chǔ)原材料的質(zhì)量控制研究較少，對(duì)中國(guó)高溫合金生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際調(diào)研表明，隨著高溫合金生產(chǎn)設(shè)備和工藝技術(shù)水平的提高，生產(chǎn)用原材料的有害雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、質(zhì)量不穩(wěn)定已成為，因此，很有必要對(duì)鎳基高溫合金生產(chǎn)用金屬原材料的質(zhì)量控制進(jìn)。
鎳基高溫合金生產(chǎn)中若采用雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的金屬原材料，無(wú)論何種精煉方法都很難生產(chǎn)出滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)所需的高，嚴(yán)格保證化學(xué)成分在所要求的精確范圍內(nèi)，同時(shí)消除有害元素和夾雜物的不利影響是獲得性能高而穩(wěn)，基于對(duì)金屬原料雜質(zhì)元素來(lái)源的分析，提出從金屬原料選礦和提取精煉、廢舊合金的凈化回收利。
以減輕VIM生產(chǎn)純凈鎳基高溫合金熔煉過(guò)程的負(fù)擔(dān)，可進(jìn)入鎳基高溫合金的元素達(dá)53種之多，除基體鎳和主合金元素鐵、鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、鈮，其余約40種元素均可稱為微量元素，微量合金元素按其在合金中的作用，大致分為有害元素和有益元素兩類。
鎳基高溫合金材料中有害雜質(zhì)成分包括殘余氣體、非金屬，可能來(lái)源于爐料、熔煉制備過(guò)程的坩堝耐火材料污染和環(huán)，鎳基高溫合金VIM熔煉生產(chǎn)中，有害雜質(zhì)成分的分類及其主要來(lái)源見(jiàn)表1，1，1 VIM熔煉過(guò)程雜質(zhì)元素的來(lái)源。
目前，95%的鈦礦用于制取鈦白粉（TiO2），只有約5%用于制取金屬鈦，鈦的提煉以TiCl4為基礎(chǔ)，主要工藝有兩種：鈉還原TiCl4法（亨特法）和鎂還。
熔鹽電解法可以不使用鈉和鎂還原劑提煉鈦，但尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，TiCl4的純度對(duì)金屬鈦產(chǎn)品影響最大，其對(duì)雜質(zhì)元素鋁、銻、砷、銅、鐵、鉛、硅、錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還原劑的雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也會(huì)對(duì)金屬鈦產(chǎn)品有一定影響，要盡量避免鈉和鎂中鎘、鉛、銀、錫、鋅等的影響。
目前，鈦的潔凈度數(shù)據(jù)在文獻(xiàn)鮮有報(bào)道，盡管雜質(zhì)元素鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制令人欣慰，但雜質(zhì)元素氯、氧、氮、氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，1，2 爐料有害雜質(zhì)元素的來(lái)源，地區(qū)的同一種金屬的礦石。
微量有害雜質(zhì)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也有比較明顯的差異，這就要求高溫合金生產(chǎn)企業(yè)了解所購(gòu)買金屬原料的礦種和，目前的主要的問(wèn)題是，關(guān)于金屬礦石中有害雜質(zhì)元素的詳細(xì)分析數(shù)據(jù)缺乏，需要更多的工作去充分認(rèn)識(shí)金屬礦石的特征，同時(shí)。
基于商業(yè)或軍工保密的原因，有限的金屬原料的信息也不能實(shí)現(xiàn)共享，鎳基高溫合金原料的純凈化主要依賴于提取和精煉工藝，目前金屬原料的有害雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平及其提取和精，由于大量?jī)?yōu)質(zhì)鎳基高溫合金中的合金元素達(dá)20種，對(duì)有害雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的嚴(yán)苛限制以及對(duì)原料來(lái)源可追。
廢舊高溫合金的再生利用不容易實(shí)現(xiàn)，大量合金廢料不能直接作為爐料進(jìn)行VIM熔煉，國(guó)內(nèi)外對(duì)廢舊高溫合金再生利用技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，目前有火法、濕法以及火法和濕法聯(lián)合法3 種方法，由于廢料（切頭尾、冒口等）循環(huán)利用基本上都由合金生，而廢舊合金零部件再生利用企業(yè)不愿意與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有業(yè)務(wù)，造成了廢舊合金利用信息和數(shù)據(jù)的缺乏。
但是，為了滿足鎳基高溫合金日益增長(zhǎng)的需求和可持續(xù)發(fā)展，通過(guò)廢舊合金的再生利用技術(shù)充分利用不斷增加的廢舊合，具有巨大的吸引力，鎳基高溫合金生產(chǎn)用金屬原料一般可以從不止一種類型的，因此，可以將對(duì)金屬原料的礦物類型進(jìn)行檢測(cè)并選擇有害雜質(zhì)元，鎳基高溫合金有害的金屬雜質(zhì)元素具有強(qiáng)烈的親硫傾向性。
應(yīng)盡可能地選擇非硫化物礦源來(lái)提取金屬原料，例如，對(duì)于基體金屬鎳生產(chǎn)，鎳儲(chǔ)量近75%的Ni-Co共生鎳紅土礦目前產(chǎn)出的金，而鎳提取廣泛使用的Ni-Cu-Fe 硫化物礦石微量，礦石選擇鎳紅土礦無(wú)疑更好，此外，分布在不同國(guó)家或。
2，2 返回料的凈化，雜質(zhì)元素氬最可能在霧化過(guò)程中進(jìn)入合金，Mori Y等發(fā)現(xiàn)熱交換管道用Inconel600，研究表明，表1中的磷在高溫合金中具有雙重作用：對(duì)有些高溫合金。
特別是變形高溫合金如In718，適量的磷可以改善合金的持久和蠕變性能，而對(duì)另一些高溫合金，特別是鑄造高溫合金，磷則對(duì)其力學(xué)性能有害。
來(lái)源：融智有色，金屬鎳可通過(guò)火法或濕法冶金工藝從硫化物礦石和紅土型，主要生產(chǎn)工藝流程如圖2 所示，從礦石到粗鎳的提取可以采取浸出電解法、鎳電池電解法，粗鎳精煉金屬鎳的工藝主要包括電解精煉法和羰基鎳精煉，決定了金屬鎳最終的純度和有害雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，中國(guó)金川礦業(yè)公司采用高品質(zhì)電解鎳控制技術(shù)可生產(chǎn)99，氫還原法加羰基鎳（Ni（CO）4）精煉生產(chǎn)金屬鎳球。
Inco 產(chǎn)品手冊(cè)給出的典型的Inco鎳球成分（表，除了鎘和鉈質(zhì)量分?jǐn)?shù)外，有害元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于高溫合金中有害成分的典型限，電解法生產(chǎn)的金屬鎳中氧、鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，特別是鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.000 6%～0.002 0，這是不可接受的，在采用氯化物萃取劑、活性炭和選擇性電解等措施時(shí)。
電解精煉法可獲得鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.000 1%，但鎘和鉈仍然較高，可以看出，鎳基高溫合金組分鎳、鐵、鉬、鈷具有強(qiáng)親硫性，鋁、鈦、鈮、鉭、鉻、鎢具有強(qiáng)親氧性，最有害的金屬雜質(zhì)如鉛、砷、銻、鉍、硒及氣體氫、氮元，磷具有親氧/親鐵特性，鎳基高溫合金主要組成金屬和有害雜質(zhì)元素因化學(xué)親和性。
Bromley AV和Parker R H總結(jié)了高，結(jié)果見(jiàn)表2，受限于金屬原料的礦物組成和提取、精煉水平，礦石中共生有害雜質(zhì)元素不可避免地由原料帶入合金，而且，在金屬濕法原料提煉過(guò)程中。
會(huì)導(dǎo)致氣體雜質(zhì)氫、氧、氮的增加，在火法冶煉過(guò)程中，還受到氧化劑和脫氧劑純凈水平及澆鑄氣氛等因素的影響，為解決鎳基高溫合金生產(chǎn)用昂貴金屬原料需求的迅速增長(zhǎng)，返回料必然成為爐料的重要組成部分，鑄造高溫合金中合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)大多超過(guò)40%。
其中不乏戰(zhàn)略元素（鎳、鈷、鉻、鎢、鉭、鉿）等，均系非常昂貴的金屬材料，目前，航空工業(yè)用高溫合金有效利用率僅為10%～15%，投料合金大部分以料頭尾、澆道、冒口、報(bào)廢零件和切屑，而中國(guó)返回料利用率低，多降級(jí)使用。
浪費(fèi)嚴(yán)重，且企業(yè)以本單位合金加工產(chǎn)生的廢料為主，商業(yè)化應(yīng)用很少，在當(dāng)今鎳基高溫合金生產(chǎn)用稀貴金屬資源匱乏的背景下，隨著中國(guó)航空航天事業(yè)及其他領(lǐng)域?qū)Ω邷睾辖鸩牧系男枨蟆?/p>
戰(zhàn)略金屬材料需求與供給的矛盾日益突出，使得高溫合金返回料凈化回收技術(shù)成為資源再生技術(shù)領(lǐng)域，總體而言，無(wú)論廢舊高溫合金使用利用率（中國(guó)廢舊高溫合金的使用，國(guó)際先進(jìn)水平廢舊高溫合金使用利用率為70%以上）還，但在回收利用高溫合金返回料如在使用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的廢舊，存在著氧化燃燒產(chǎn)物和涂層材料中氧、硫、氮、鉛、鈉、，其中最關(guān)鍵的是氮濃度增高。
鑄造合金加工廢料存在鑄造階段帶入的氮、氧、氫污染問(wèn)，一般集中在鑄件表面，除新料和返回料直接帶入的有害雜質(zhì)污染外，金屬爐料在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和機(jī)械加工等工序過(guò)程中，還可能帶來(lái)油脂、氧化皮等的污染問(wèn)題。
2，3 爐料入爐前的處理，高溫合金生產(chǎn)最初使用的金屬原料無(wú)疑都是從相關(guān)礦物中，Goldschmidts V M基于礦物金屬元素的，即親氧元素、親鐵元素和親硫元素，分類結(jié)果如圖1 所示。
金屬鉻的生產(chǎn)方法主要有兩種：鋁熱法和電解法，中國(guó)主要采用鋁熱法，電解鉻主要在日本和美國(guó)使用，電解法生產(chǎn)的金屬鉻約占全球總產(chǎn)量的33%，純度達(dá)99.2%～99.4%。
高于鋁熱法的99.0%，鋁熱法的基本工藝是鉻鐵礦和純堿氧化焙燒、浸出Na2，酸洗、還原和煅燒生成Cr2O3，燃后通過(guò)鋁熱還原反應(yīng)生成金屬鉻，其基本反應(yīng)見(jiàn)式（1），工業(yè)應(yīng)用的電解法是鉻銨礬電解法，基本工藝是將高碳鉻鐵破碎加入電解陽(yáng)極返回液、陳化母，經(jīng)浸出、過(guò)濾獲得硫酸鉻和硫酸亞鐵溶液。
然后加入硫酸銨將鐵以鐵銨礬形式除去，獲得電解鉻，基本的電解反應(yīng)見(jiàn)式（2），鋁熱法生產(chǎn)的鉻雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)受鋁的潔凈度影響很大，London and Scandinavian冶金，電解鉻中雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)比鋁熱法低，但氧和氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)高。
金屬鉬提煉的關(guān)鍵是純凈MoO3的制備，主要工藝是氧化焙燒MoS2精礦獲得粗MoO3，然后通過(guò)揮發(fā)和浸出過(guò)濾去除雜質(zhì)元素實(shí)現(xiàn)凈化，MoS2生產(chǎn)MoO3的技術(shù)還包括電解-氧化法、堿熔，MoO3可通過(guò)溶解在氨中生成鉬酸銨實(shí)現(xiàn)凈化，然后焙燒出更純的MoO3，智利B級(jí)化學(xué)級(jí)的鉬酸銨中含有0.002%的重金屬和，而且還可以純度更高。
化學(xué)試劑等級(jí)的純度MoO3達(dá)99.99%，智利B 級(jí)MoO3有害元素磷、銅、鉛、錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，純凈的MoO3在電阻爐內(nèi)由氫氣還原成鉬粉末，純度可達(dá)到99.95%，除氫氣還原外，采用鋁熱還原、電子束熔煉及熔融氯化物電解也可以提煉，鋁熱法使用的鋁的潔凈度對(duì)成品金屬鉬的質(zhì)量影響很大，電子束熔煉法和電解提純法可獲得鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.0。
電子束熔煉還可以去除氣體雜質(zhì)[34]，如氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以降低2 個(gè)數(shù)量級(jí)，但是電子束熔煉成本高且不使用含碳鉬合金的熔煉，1 鎳基高溫合金有害雜質(zhì)的來(lái)源，高溫合金有害雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很大程度上取決于合金組成。
文獻(xiàn)對(duì)鎳基合金中合金元素的組成和作用做了總結(jié)，鉻、鎢、鉬、鈷主要起固溶作用，也是碳化物形成元素，在廣泛應(yīng)用的鎳基合金中幾乎都含有10%～20%的鉻，鉻還是主要在表面抗氧化和抗腐蝕保護(hù)層形成元素，大量應(yīng)用在鎳基合金中W＋Mo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為3%～，英、美兩國(guó)鎳基合金中的鉬質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為10%～20，而俄羅斯部分鎳基高溫合金中鉬質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～10%。
鋁、鈦、鈮、鉭是主要沉淀強(qiáng)化相的γ'-Ni3 （A，Ti，Nb）和γ''-Ni3Nb的形成元素，有研究指出，形成γ'元素的總量為8%～10%時(shí)，合金高溫強(qiáng)度最好。
但鑄造合金TRW-ⅥA中鋁、鈦、鈮、鉭的加入量之和，鐵在很多鎳基合金中是有害元素，一般允許質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%～8%，此外，為控制和強(qiáng)化晶界、提高合金件的抗蠕變性能。
加入硼（約0.01%）、鋯（約0.1%）、錳（約0，近年來(lái)，高溫合金的發(fā)展特點(diǎn)是不斷增加合金中的γ'形成元素鋁，因此，合金原材料的質(zhì)量控制應(yīng)同時(shí)嚴(yán)格控制基體金屬和主要合，中國(guó)是最大的鋁產(chǎn)出國(guó)，生產(chǎn)的鋁具有硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的特點(diǎn)。
金屬鋁幾乎全部通過(guò)提煉鋁礬土礦獲得，工業(yè)生產(chǎn)最主要的方法是通過(guò)拜耳法獲得純凈的Al2O，再將Al2O3溶入熔鹽電解的氟化物電解液中電解（霍，鋁的純度可達(dá)到99.89%，有害雜質(zhì)元素硅、銅、鋅、鎵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.04，生產(chǎn)中存在的雜質(zhì)污染問(wèn)題有：鋁礬土中的鎵質(zhì)量分?jǐn)?shù)約。
在拜耳工藝過(guò)程富集和沉淀在Al2O3中，石墨電極中的碳會(huì)污染金屬鋁，可采用純凈的石油焦電極作為陽(yáng)極替代，磷可能在氟化物電解材料中以雜質(zhì)出現(xiàn)，顯然，采用正常的工藝生產(chǎn)的鋁對(duì)高溫合金是不能接受的，而采用氟化物-氯化物電解液進(jìn)行電解提純，可以生產(chǎn)出高達(dá)99.999%的高純鋁。
Grjothem B和Welch B J給出了一個(gè)，鋁純度99.995%，雜質(zhì)元素硅、鐵、鈣、鎂、鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.000，由于鋁在合金中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過(guò)6%，這種雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平是可以接受的。
?。?）鎳基高溫合金中的有害元素可能來(lái)源于爐料、熔煉，鎳基高溫合金材料的潔凈度很大程度上取決于原材料的潔，合金生產(chǎn)中若采用雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的金屬原材料，無(wú)論何種精煉方法都很難滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端零部件的高，（2）鎳基高溫合金主要組成金屬原料和有害雜質(zhì)元素因，應(yīng)從選擇低雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的礦石和不斷提高合金提取精煉。
高溫合金返回料因在生產(chǎn)加工和合金件服役過(guò)程中可能導(dǎo)，返回料在使用前應(yīng)進(jìn)行凈化處理，爐料在入爐前的表面清理、分割及烘烤也是提高合金潔凈，（3）中國(guó)在高溫合金用原材料的質(zhì)量控制方面的基礎(chǔ)研，與高溫合金純凈化熔煉技術(shù)和合金性能研究相比還比較薄，高溫合金生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)用原材料的有害雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高和。
對(duì)于鎳鐵基高溫合金，如IN718中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)近20%，在生產(chǎn)過(guò)程中采用的工業(yè)純鐵中氧、氮、氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，日本學(xué)者Abiko K 和Takaki S 對(duì)超純，在7.5×10－6Pa超高真空度下。
在新型銅坩堝感應(yīng)爐中制備了碳、氮、氧、硫和氫雜質(zhì)總，而且在超高真空度下，通過(guò)3 種熔煉設(shè)備制備出了鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于99.99，碳、氮、氧、硫單個(gè)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.000 1%，僅從純凈化熔煉角度而言，采用超純鐵生產(chǎn)高溫合金用鐵無(wú)疑是一個(gè)很好的選擇。
然而，超純鐵制備的超高真空度要求和低效率、高成本，使得目前它在高溫合金的應(yīng)用尚不現(xiàn)實(shí)，但是，超純鐵的制備方法對(duì)高溫合金生產(chǎn)用工業(yè)純鐵的處理及高，2 鎳基高溫合金生產(chǎn)用原材料有害雜質(zhì)的控制途徑，2，1 金屬原料的礦源選擇和提取精煉。
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