1、中华人民共和国航空工业标准HB/Z 41一93K403合金冶炼工艺说明书199311-05发布19940301实施中国航空工业总公司批准中华人民共和国航空工业标准K403合金冶炼工艺说明书1 主题内容与适用范围H/Z 41-93 代替HB/Z41 82 本说明书规定了K403合金的配料成分、原材料选用、冶媳条件、冶炼工艺、合金链精整与检验的要求。本说明书适用于在ZG-200型真空感应炉内用新料或返回料冶炼100140kgK403合金，用金属型浇注成适合重熔的料链。2 引用标准HB/Z 131-88 铸造高温合金选用原材料技术要求HB 5155-88 K403合金链HB 5407-88 等静压成
2、型镜质增蜗3 原材料选用3. 1 冶炼本合金键所用主要原材料应符合HB/Z131-88的要求，并对各元素选用的牌号作如下规定:3. 1. 1 镇z牌号为Ni-Ol或Ni-l。3. 1. 2 锚:牌号为JCr99或JCr98.5。3.1.3锢:牌号为Mo-l或Mo-Zo3.1.4 鸽:牌号为W-l或W-2o3. 1. 5 铝:牌号为A199.7或99.6。3. .6 铁z牌号为MHTi-O琪MHTi-l，也可用经真空自耗炉熔炼的金属铁。3. .7 钻:牌号为Co-或Co-2o3. 1.8 棚z牌号为B20或Cr-B，Ni一日。3. 1.9错:牌号为HZr-01或HZr-02o3. 1. 10销z
3、牌号为Ce-33. 1. 11 碳z牌号为TSC型高纯光谱电极或一级石墨电极。3.2 当使用返回料冶炼时，必须将表面清理干净，不允许使用粘铁、粘砂、氧化皮严重的浇冒口，不允许使用残存型芯材料的废空心叶片，并应严防混入其它合金的旧料或异物。4 合金的配料4. 1 配料应按H5155-88的规定进行计算，推荐的配料成分见下表t中国航空工业总公司1993-11-05发布1994-03-01实施HB/Z 41-93 K403合金配料成分% 元素名称一一一一一一一一一_.1一一Ni 配入量余4.2 称料应按专用称料单进行，由专人负责称料，再经专人校对签字，装入专用料箱置于炉前待用。5 冶炼条件5. 1
4、真空感应炉的真空度、漏气率的要求和检测方法应符合本说明书附录A的规定。5.2 增蜗采用优质电熔钱砂打结成型或等静压成型。打结柑塌用的优质电熔镶砂化学成份应符合:MgO二:96% Si02L 5 % ，Fez()3O. 5 % ，Alz()j运0.2%，CaO豆豆1.8%，颜色呈白色或浅黄色，等静压地唱应符合HB5107-88的规定。5.3 甜塌的制作及烧结工艺可按工厂现行的方法进行，装料前应仔细检查增塌。5.3.1 站塌的内表面应光滑平整，无明显的裂纹，尤其是横向裂纹.不允许有局部严重剥落和掉砂。5.3.2 炉领及出钢咀部分应紧实，表面平滑，无掉砂，无事j落。5.3.3 增锅在冷态时允许少量修
5、补，但须经烘烤或洗炉后使用，热态时所有与金属液接触部分及流经部分不允许修补。5.4 新增锅烧结后，应采用纯镇、本合金返回料或成分相近的镇基合金返回料洗炉。洗炉和装入，量不应少于正式冶炼时的最大装入量o抚炉时合金熔体的过热温度不得低于本含金的精炼温度。5.5 链模在使用前应将表面的锈蚀、油污和灰砂等脏物清理干净，并预热到100t:以上，新链模应烫模后使用。5.6 挠注用漏斗砖表面应清理干净。使用时应预热到500C左右，并保持lh以上。6 合金的冶炼工艺6. 1 新料的冶炼6. 1. 1 装料次序如下za.装入三分之一的镇版和三分之一的碳。b.依次装入全部的钻、鸽、锢、铭，并均匀撒入三分之一的碳o
6、C.装入剩余镰板和碳，部分镰板可装在加料槽内。d.装料应下紧上松。e.依次分别把铝、铁和用铝锚包在一起的棚、错、铺装入加料器内。6.1.2 装料完毕，即可合炉抽真空，当真空度达到O. 67Pa(5X 1O-3mm Hg)时可送电熔化，整个咱炼过程可参照图1工艺曲线进行，但w_确保冶炼温度和时间。6.1.3熔化t开始Il小功率送电，而后逐渐升高功率，分段提温:最后给大功率至化清，炉料开HB/Z 41-93 始熔化后，成密切注意炉内情况，及时倾动增桶，以利于炉料的自动缓慢下沉和熔化，如发现架桥应及时捣料，以防止金属局部过热。熔化过程中当放气量大，喷溅严重时，可适当降低功率。6. .4 精炼:炉料化
7、清的判断一般是以熔池平静，停止冒泡，破面停止翻膜为标志。炉料全部化清后，降低功率重140kw，并倾动增蜗23次，以促进熔池均匀化，在140kw功率下保持适当时间使金属液温度达到1560-.1 5900C .并在此温度下保持一段时间。精炼期末真空度应保持在1.300. 13Pa(lO z,._, lO 3mm Hg).精炼期结束后即可停电啄结，以待进入合金化期。功率kW 温16GOoC, . 15S0 最大畸Z S S ZP Zi22 巴12(l1 t u 140 140 5 110 L-10 /12 60 理E曾句 。温Hl1测眈120 挠注时间分因1K403合金新料冶炼工艺曲线6. ,. 5
8、 合金化:整个合金化期既要防止温度过高，又要在南真空下进行，因此熔池金属冻结后，炉内压力应低于O.67Pa (5 X lO-3mm Hg) 0当钢水温度不高于14500C时缓慢均匀地加入铝、铁。然后以140kw功率熔化搅拌并倾动增锅23次，以便使熔池上、下部位的合金成分均匀化。随后停电降温至1500C以下加入棚、错、怖，然后以140kw功率搅拌并倾动增塌2，._.3次，5min后停电降温。6. 1. 6 混注:当停电降温至1410土10t时，以120kw功率搅拌lmin，即可带电浇注。以期得到表面光洁，不忡蚀铁模的料链。浇注后在炉内保持10min后即可破真空取链。6.2 返回料的冶炼6.2.
9、1 装料时一般吁添加0.02%的碳，其它元素可酌情调整c6.2.2 炉料装完后，即可合炉抽真空，当炉内真空度达到O.67Pa(S X lO-3mm Hg)时送电熔化，冶炼工艺参照图2工艺曲线进行，但应确保冶炼温度和时间，并以去除氧化膜为准。如需添加其它元素时可参照图I工艺曲线进行。6.2.3 为了提高合金的纯洁度，经真空精炼的返回料应采用陶资泡沫过滤器进行净化处理，因此要求设计合适的过墟浇注系统。选择合适的浇注温度，以期得到表面光洁的优质合金链。HB/Z 41-93 测坦功率kW aHV 幅妇|i-mvnu a噎几句i川一句最大握住110 10 112 但记m-m BZE自毛同X曲v-hhed
10、时间分K403合金返回料冶炼工艺曲线困2含金链的精整及检验合金镜按HB5155-88的技术要求进行精整、检验、刻号和包装。4 7 HB/Z 4193 附录A真空度和漏气率的要求及检测方法(补充件)本方法适用于在ZG200型真空感应炉内熔炼铸造高温合金链，在ZG-I0和ZG-25等真空感应炉内重熔料镜前对炉子真空度和漏气率的检查。Al 真空度的要求E一般规定在炉体干燥，炉内增塌经烧结以后，抽真空至炉内压力小于O. 67Pa (5 X 10 lmm Hg)的时间，ZOOkg真空护不大于60min;10和25kg真空炉不大于lSmn。A2 漏气率的要求z冷态规定200kg真空炉不大于o.40Pa/m
11、inC3X 10-3mm Hg)/min;lO和25kg真空炉不大于O.20Pa/min1. 5X 1O-3mm Hg)/mino带蜡塌检测时，200kg真空炉不大于1.07Pa/min(8X 10-3mm Hg)/min; 10和25kg真空妒不大于O.53Pa/min (4 X 10-3mm Hg)/mino A2.1 检测条件:冷态系指地锅炉体玲态，干燥不带蜡塌。带增塌系指炉体冷态，干燥，带有烧结后的地塌。A2.2检测方法:在炉内压力小于O.67Pa/min(5XI0-3mm Hg)，不停泵的条件下，同时关闭高、低真空阀门，每分钟记录一次真空度，直至第5mino其第5min的压力PS值和关阀时压力Po值之差，除以5即是所测得的平均漏气率。表达式如下:S一漏气率s = -=-Po 一一一一5 A3 检查状态z一般推荐在冷态下检查，但结合生产条件也可以在带蜻垠条件下检查。A4 检测期限z对于ZG-200型真空炉，每次开始生产前必须检测;ZG一10和ZG-25等真空炉原则上每次更换增揭后检测。附加说明:本标准由中国航空工业总公司航空材料热工艺标准化技术归口单位提出。本标准由中国航空工业总公司第621所负责起草。5
