GH36A合金电渣重熔Mg含量的控制

D0I:10.13374/j.is8m1001053x.1986.02.005 北京钢铁学院学报 1986年6月 Journal of Beijing University No.2 第2期 of Iron and Steel Technology June 1986 GH36A合金电渣重熔Mg含量的控制 陈崇禧傅杰胡尧和刘锡奎张澍 (北京钢铁学院) (齐齐哈尔钢「“) 摘 要 本文根据文献热力学数据，导出了反应： 〔Mg〕%.+〔O〕%=MgOc, 的标准自由能变化△G·=-505009+145.03T,J.mo1-1(1780≤T≤2000~k)进而用热力学分 析了CH36合金在含MgO或MgF:渣系中电渣重熔合金中Si,Mn等成分对产生或保持合金中 含有≥0.0020W:%1g的不可能性，提出了含Mg的GH36A合金电渣壁溶时自耗电极中含有少 量A1的必婴性。研究了原始A1含置(A1)6).原始Mg含量(CMg))以及舒造成分对锭中Mg 含盈(Mg)的影响。当渣池温度为1690士10℃，0.32≤(A1)0≤0.62W1%,0.0035≤(Mg)0≤ 0.0140Wt%,游渣成分为0.10≤NMg。≤0.3C,0.05≤NA1103≤0.21，Yca0≤0.15范围， 建立了GH36A合金电渣至熔拉制(Mg)的关系式。 研究发现，含有适量的Mg,A1的GH36A合金可大幅度地提高合金在60℃，372.65X10P, 的缺口、光滑持久寿命，消除合金缺口敏感性， 关键词：电渣压溶、热力学、高温合金、锁含量 Control of Magnesium Content in the GH36A Alloy during ESR Chen Chongxi,Fu Jie;Liu Xikui,Zhang Shu Abstract According to the cutecticum content of the Fe-Mg system,the standard free energy change of the following reaction is calculated,The result is as follows Mgce,=〔Mg〕1%cP, ΔG°=-108,993+63.25T,J/g-at 1985一04一10收籍 82

年 月 第 期 北 京 钢 铁 学 院 学 报 ， ‘ 合金电渣重熔 含量的控制 陈崇禧 傅 杰 胡尧和 刘锡奎 张 澎 《北京钢铁学 院 《齐齐哈尔钢厂 摘 要 本文根据文献热力学数据，导出了反应 〔 〕 拓 。 〔 〕 书 》 的标 准自由能变化△ ’ 一 · ， 一 ‘ 进而用热力学 分 析 了 。 合金在含 或 渣系中电渣重熔合金 中 等成分对产生或保持合 金 中 含有 七 。 ， 。 。 形 的不 可能性 提出了含 的 合金电渣重熔时 自耗 电极 中含有少 盈 的必 要性 。 研究 了原始 含量 〔 〕 。 、 原 始 含量 〔 〕 。 以 及熔渣成分对锭 中 名 含盈〔 〕 的影响 。 当渣池温度为 士 ， ， 〔 〕 三 书 ， ‘ 〔 〕 兰 魂 拓 ，熔渣成分为 · 兰 。 。 ‘ ， ‘ ， ‘ ， 。 。 三 范围 ， 建 立了以工 合金电渣重熔控 制 〕的关系式 研究发现 ，含有 适量的 的 人合金可大幅度地提高合金在 油 ℃ ， 只 。 ” 的缺 口 光滑持 久寿命，消除合金缺 口敏感性 。 关键词 电渣重 熔 一热力学 高温合金 镁含址 以 一 ， 、 。 〔 〕 ‘ 《 ， ， △ “ 二 一 ， ， 一 一 收稿 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1986．02．005

It is then impossible to produce or retain Mg content .002%by mea- ns of Si or Mn in the GH36 alloy while ESR is conducted with slag cont- aining MgO or MgF:.The necessity of containing a few Al in consumanle- electrode during ESR has been proposed,The effect of the original contents of Al,Mg and the composition of slag system CaF,-MgO-Al,O:-Cao on the content of Mg in ingot is investigated.At temperature of the slag pool is about1690±10℃，032≤〔A1)o≤0.62wt%,0.0035≤〔Mgo≤0.0140 wt%and in the mole concentration range of the slag:0.10<Ne<0,30,0.05 ≥NAI2O3≤0.21，Nco=0.l5,the Mg content in the GH36 A alloy after ESR may be controled. It is found that the smooth and notched stress rupture life of the GH36A alloy contained suitable Mg and Al contents may be substantialy improved,and the notch sensitivity of the alloy may be eliminated under esting temperature of 650C and stress of 372.65Mpa Key words:electroslag remeltingy containing Mg electrode;thermody- namics,surperalloy 前 言 GH36合金是以钒、碳作为主要强化相的沉淀强化型的铁基高温合金，它存在着650℃ 持久寿命低、具有缺口敏感等缺点：为挖掘该合金的潜力、提高涡轮盘材之强韧性和使用 寿命，采用合金中含有适量的Mg等微合金化措施，促使碳化物弥散细化是提高合金强 韧性的有效途径之一。然而电渣重熔过程准确控制无A1,Ti合金中Mg含量达到其最佳 范围是个新难题。含A1的镍基高温合金电渣重熔，通过选择适当的渣系成分，可使电 极母材中无Mg的合金重熔后合金锭中Mg含量达到要求值(1〕。GH36合金是否也可藉助 合金中Mn、Si等合金元素与熔渣中MgO或MgF,作用，还原生成或保持0.0020%Mg含 量？有必要由热力学计算判断其可能性，并相应采取适当的措施，建立GH36合金电渣 重熔控制合金Mg含量工艺的基础。 1Mg在熔铁中溶解1wt%时的标准自由能变化△G°， 在怡金熔体中有关Mg行为的热力学计算。必须知道以下反应的标准自由能变化 AG? Mg(w)=〔Mg)1% △G9=-RTInfx 根据B.Ⅱ.BypuyeB确定2)，Fe-Mg共晶温度为1515℃，共晶成分为0.76mt-%Mg, 即1515℃Mg在Fe液溶解度x为0.76。设Fe-Mg熔体的稀溶液为服从享利定律之规则溶 53

咬尽 。 ， 一 一 。 一 士 ， · 《 〔 〕 。 《 ， 《 〔 〕 《 ， 《 。 《 ， ‘ ，， 。 ， 。 ， ， 功 ℃ ， 前 言 合金是 以钒 、 碳 作为 主要强化相的沉淀 强化型的铁 基高温 合金 ， 它存在着 ℃ 持久寿命低 、 具有缺 口 敏感等缺点多 为挖掘该 合金的潜 力 、 提高涡轮 盘材 之强韧 性和 使用 寿命 ， 采用 合金 中含有适量 的 等 微 合金 化措施 ， 促使碳化物弥散细 化是提高 合 金 强 韧性的有效途径之一 。 然而 电渣 重熔过程 准确控制无 ， 合金 中 含量 达到 其最 佳 范围是 个新难题 。 含 的镍 基高温 合金 电渣 重熔 ， 通过选择适 当的渣 系成分 ， 可 使 电 极母材中无 的合金 重熔后合金锭 中 含量达到要求值 〕 。 合金是 否也可藉助 合金 中 、 等 合金元素与熔渣 中 或 作用 ， 还 原生 成或保持 含 量 有必要 由热力学计算判断 其可能性 ， 并相应采取适 当的措施 ， 建 立 合金 电 渣 重熔控制 合金 含量工艺的基础 。 在熔铁 中溶解 肠时的标准 自由能变化△ ’ ， 闽， 在冶金熔体 中有关 行 为的热力学计算 。 必须知道 以下反 应的标 谁 自 由 能 变 化 八 兮 《 一》 二 〔 〕 多 △ 全二 一 根 据 确 定 〕 ， 一 共晶温 度为 ℃ ， 共晶成分为 ， 一 ， 权 ℃ 在 液溶解度 为。 。 。 设 一 熔 体的稀溶液 为服从亨利定律之规则溶

液，即f=1。则1515℃△G:=4079J,为了导出△G与T的一般关系式需考总 MgL,=〔Mg〕1% (1) AGi).1/-t. 而 Mg =Mg( (1)" 反应的蒸发热格△H,=131796J/g-at,3)沸点T,=1393K(3) 所以△G1m=131796-94.61T,J/g-at （1)′-(1)"得△G9=-131796+94.61T+RT1n(0.023r°)，J/g-at 因此1515℃r°=4.63，考虑到规则溶液回代上式得出(1)式之△G:=-108993+ 63.25T,J/g-at 由于1/20，，=〔0〕% (2) △G:=-117152-2.887T4),J/gat 及 Mg0(8)=Mg()+1/20,) (8) △G8=731154-205.39T4)(1500~2000°K) (1)+(2)+(3)Mg0(8,=〔Mg〕%+〔O〕% (4) △G:=505009-145.03T,Jmol-1 2合金中Si还原渣中MgO、MgFz产生或保持 0.0020wt%Mg的可能性 2.1〔Si〕还原(MgO)的可能性 由于〔Si〕%+2〔O〕%=SiO,t8) (6) △G8=-594128+230.12T4),Jmol1 (4)+1/2(5)知(Mg0)+1/2〔Si)=〔Mg〕+1/2(Si0,) (6) △G6=207945-29.97+RT1n888i:,Jmo11 a5i5 aMto 当GH36合金母材成分为： jC Si Mn Cr Ni Mo Nb V S P Fe wt-%0.370.508.812.88.01.350.301.450.0060.02余量 该合金中Si的活度系数fg,按lgfa1=j%e:5)计算得出在1600℃时，f,1= 1.533。若电渣重熔温度为1700℃则合金中硅的活度ag1=0,75 若要求〔Mg〕>0.0020wt-%,并假设aM=〔Mg)wt%(实际上aw:>〔Mg〕wt%) 则△G6≤O之条件为： awgo≥19.98a8io: 电渣重熔渣系为CaF,MgO-A1,O。(NA1:0,=0.07)-CaO时，适于电渣重熔治金工艺 性能的渣系组成应为NMo≤0.30，根据文献〔6〕计算，1700℃该渣系awo≤0.49。因 此只有渣中aa1o≤0.0006才有可能实现重熔过程0.5%Si产生或保持0.002%Mg,然而 工业渣系中如此低的SO,活度的渣系是难于达到的。因此GH36合金中以Si还原渣中 MgO,实现控制合金中Mg含量是完全不可能的，同样，合金中此Si含量也不能保持 54

液 ， 即 二 。 则 ℃ △ 全二 ， 为 了 导出△ 呈与 的一般关系式需考虑 ‘ 》 二 〔 〕 书 △ ’ ， · “ 呵 户 箫票 。 ， ‘ 一 ， · 而 《 ‘ ， ， 反应的蒸发热 晗 △ ， 一 ， 〔 〕 沸点 ， 〔 〕 所以 △ 全 ， 一 ， 一 户 一 ” 得 △ 全 一 。 。 ， 一 因此 ℃ 。 “ ， 考虑到规则溶液 回代上式得出 式之么 宝 一 。 ， 一 由于 ‘ 一， 二 〔 〕 多 八 一 一 ， 一 及 《 ， 二 ‘ 一 ， ， 二 ， 八 一 。 〔 ‘ 《 。 ， 二 〔 〕 终 〔 〕 杯 △ 一 。 ， 一 ’ 合金 中 还原渣 中 、 产 生或保持 的可能性 〔 〕 还原 的可能性 由于 〔 〕 书 〔 〕 书 ‘ 》 八 一 〔 〕 ， ‘ ’ 知 〔 〕 〔 〕 ， 》 △ 。 。 一 。 。 ， 。 护 架粱墨 ， ， 。 。 一 。 匕 “ 当 合金母 材成分为 一 。 。 。 余量 该 合金 中 的活度系 数 。 ， 按 。 刃 孟〔 〕计 算 得 出 在 ℃时 ， ， 。 若电渣 重熔温度为 ℃则 合金 中硅的活度 。 ， 二 若要求 〔 〕 一 书 ， 并假设 二 〔 〕 外 实际上 二 〔 ‘ 〕 ， 拓 则△ 《 之条件为 二 。 之 吕、、 电渣 重熔渣 系为 一 一 ， ， 一 时 ， 适于 电渣 重熔冶金工艺 性能的渣 系组成 应为 ‘ 。 《 ， 根据文献 〔 〕 计算 ， ℃ 该 渣 系 ‘ 。 成 。 。 因 此 只有渣 中 。 。 《 才有 可能实现重熔过 程 产生 或保持。 ， 然而 工业渣 系 中如 此低的 活度的渣系是难于达 到 的 。 因此 合金 中以 还 原 渣 中 ， 实现控制合金 中 含量是完全不可能 的 ， 同样 ， 合金 中此 含量也不 能 保 持

〔Mg)为0.0020%不被渣中少量SiO,所氧化。 2.2合金中S还原渣中MgF,的可能性 由文献〔3〕数据计算可知： Si(+2F=SiF (7) △G;=-1602054+178.2T,Jmo11 Mg)+F:(=MgF,( (8) △G8=-1031356+148.5T,Jmo1 而 Sicu,二〔Si〕%，由文献〔5〕得 (9) △G:=-131503-17.24T,J/g-at 1/2(7)-1/2(9)-(8)+(1) 1/2〔Si)%+MgF,,=1/2SiF4(,+〔Mg)% (10) △G:。=187088+12.47T,Jmo1 若在常压下电渣重熔温度为1700℃。SiF4分压Pg:s4为1atm,则实现〔Mg〕≥0.0020 wt%之条件为aM::≥925这是根本不可能实现的。因此以合金中0.5%S还原渣中 MgF,来实现或保持合金中0.002%Mg也是不可能的。 同样，根据热力学计算可知，由〔Mn〕还原(Mgo)以均匀控制〔Mg〕≥0.0020% 是不可能的。而且由于必然存在的(MO)对〔Mg〕的氧化作用，保持〔Mg)为0.002% 也是不可能。 综合以上热力学计算分析可知，藉助GH36合金中Mn、S等合金元素与熔渣中MgO 或MgF,作用，比较均匀地还原生成或保持0.0020wt%Mg是不可能实现的，该论断为 无A1的GH36合金电渣重熔实验得到验证7，锭中Mg含量均低于0.CC10wt%。 因此电渣重熔过程为控制GH36合金中Mg含量，需藉助含A1的综基高温合金电渣 重熔控制合金中Mg含量的规律(1)，在GH36合金电渣重熔电极母材中，令其含有适量 的A1以控制合金中Mg含量。另外藉助〔A1〕和〔N)具有较强的亲和力并在700~ 800℃弥散析出A1N的可能性，将该合金中含有较高N含量所消耗部分V的不利因素转 化为有利因素，以提高合金的强韧性。 3电渣重溶含Al的GH36A合金Mg含量的控制 3.1熔渣成分和电极母材中A1含量〔A1)。与锭中Mg含量[Mg)的关系 含AI的合金电渣重熔其Mg含量的控制是建立在以下反应之近似平衡基础上： 2/3〔A1)+(Mg0)=〔Mg〕+1/3(A12O3) 关于渣系成分对渣中Mg○活度的影响，文献〔5〕已有论述，控制〔Mg)的熔渣成分 因子与文献〔1)是相同的，而Al、Mg在该GHS6AFe基合金中的活度系数有别于在 Ni基高温合金，因此文献〔1〕中N基高温合金电渣重熔控制其Mg含量的函数式： CMg〕=0.88CA1)864Nk0(4.114-2.835Nco+1.07LaNA10)Ni8,wt% (11 式中〔A1)。项的指数系数必须通过实验进行修正。 55

〕 为 不被渣 中少量 所氧化 。 合金 中 还原渣 中 的可能性 由文献 〔 〕 数 据计算可知 《 ， ‘ 。 △ 梦 一 ， 一 ’ △ 盆二 。 二 川 〔 〕 书 ， ， 一 ’ 而 由文献 〔 〕 得 △ 一 一 一 一 〔 〕 书 ， 、 ， 一 ‘ 》 〔 〕 书 △ 全 。 二 ， 若在常压下 电渣重熔温 度为 ℃ 。 、 分压 ‘ 为 ， 则实现 〔 〕 》 。 ， 之条件为 》 这是 根本不 可能实现的 。 因此 以 合 金 中 还 原 渣 中 来实现或保持合金 中。 也是不 可能的 。 同样 ， 根 据热力学计算可知 ， 由 〔 〕 还 原 以 均 匀控制 〔 〕 是 不 可能的 。 而 且 由于必 然存 在 的 对 〔 〕 的氧化 作用 ， 保持 〔 〕 为。 也是 不可能 。 综 合以 上热力学计算分析可知 ， 藉助 合金 中 、 等 合金 元素与 熔渣 中 或 作用 ， 比较均匀地还 原生 成或保持 是不 可能实现 的 ， 该 论 断 为 无 的 合 金 电渣重熔实 验得 到验证忍却 ， 锭 中五饱含量 均低 于 。 门 。 。 因此 电渣 重熔过程为控制 合金 中 含量 ， 需 藉助 含 的镍基高温 合金 电 渣 重熔控制合金 中 含量 的规律〔 〕 ， 在 合金电渣 重熔 电极每 材 中 ， 令其含有 适 量 的 以 控制合金 中 含量 。 另外藉助 〔 〕 和 〔 〕 具有较强的亲 和 力 并 在 一 ℃ 弥散析 出 的 可能 性 ， 将该 合金 中含有较高 含量所 消耗部分 的不 利 因 素 转 化为有利 因素 ， 以提高合金 的强韧性 。 电渣重溶含 的 合金 含量 的控制 熔渣成分和电 极母材 中 含 量 〔 〕 。 与锭 中 含 量 〔 幻 的关系 含 的 合金 电渣 重熔其 含量 的控制是建立在 以下反 应之近似平衡 基础 上 〔 〕 二 〔 〕 。 关于渣系成分对渣 中 活度的影响 ， 文 献 〔 〕 已有论述 ， 控制 〔 〕 的熔渣 成 分 因子与文献 〔 〕 是 相 同的 ， 而 、 在该 人 基合金 中的活度 系数有别于在 基高温合金 ， 因此文献 〔 〕 中 基高温 合金 电渣重熔控制其 含量 的 函数式 〔 卜 · 〔 〕 ’ ‘ ’ 二 。 ‘ · ’ “ 一 · 。 · ， · 。 ， ， ” 入‘乙乞愁 ， ‘ 式中 〔 〕 。 项的指数系数必须 通过实验进行修正

实验是在直径为80/85mm(I型)和100/110mm（Ⅱ型)水冷铜结晶器的小型电 渣炉中进行。自耗电极直径为42mm,其化学成分如前所述，此外母材A1含量为0.52至 0.32wt%,每材Mg含量〔Mg〕。为74至115ppm,渣料CaF.为齐钢的经Fe-A1电极 电渣提纯萤石，A12O3、CaO为工业纯，MgO为80目工业电熔镁砂粉。实验前渣料先 在电阻炉中850℃焙烧3h以上。每炉渣量为1kg(Ⅱ型为1.2kg),引熔剂为重10g的由 CaFz和Fe粉按2：3混匀的压结块，引锭底垫与自耗电极成分相同。渣料用16mm见 方M。棒的非自耗电极，在29V600A通Ar气保护下熔化，渣熔清后保持4min然后交换自 耗电极，在5m1/minAr气保护下重熔。重熔电压29~27V,电流1000A(Ⅱ型为1200A) 重熔锭高200mm左右，成分分析样在锻坯料（相当锭上部位）车取，实验结果于表1。 表1〔A1)。对CMg]的影响 Table 1 Effect of[AlJonCMg] wt Sampling- Content of elements,wtgs M e No. Slag composition.mole fraction Al CaFa A1203 Cao MgO place Me..d Mscalrd M Mg PP 15 electrode A31 57 18 10 0.320.0115 0.5010 0.12120.12240.2554 ESR1ngot0.200.00330.0030- 432 57 18 10 15 electrode 0.48 0.0080 0 0.5010 0.1212 0.1224 0.2554 E3Ri0got0.390.00380.0038 57 18 electrode 433 10 15 0.500.0086 0.450.00330.0039一 6 0.5010 0.1212 0.1224 0.2554 ESR ingot 435 57 18 10 15 electrode 0.420.0074 ESR ingot0.330.00300.0035一 -5 0.5010 0.1212 0.1224 0.2554 222 57 18 10 15 electrode 0.620.0086 0.5010 0.1212 0,1224 0.2554 ESR ipgot 0.490.0048 0.0044- 215 57 18 10 15 clectrode 0.510.0100 0.5010 0.1212 0.1224 0.2554 E9 R ingot0.440.00420.0039 214 52 18 12 18 electrode 0.460.0110 0.4431 ESR ing0t0.360,00580.0052 6 0.1174 0.1424 0.2971 按(11)式计算结果与实测〔Mg〕均呈正偏差。这是由于Mg在铁基熔体比在镍基熔体 中之活度系数增高的效果略大于A1在铁基熔体比在镍基熔体的活度系数增高的效果。 根据实验结果，按最小二乘法统计处理，〔Mg)与〔A1)的关系可用(12)式表示， 〔Mg〕=0.70〔A1)0.574Nwto4,114-2.335Nco+1.077LaNA1,03) N0,wt-%(12) 并化为一元线性，相关系数r=0.7029,计算结果与实测值相差≤±6ppm。由(12)式 可知，获得或保持0.0020%Mg的电渣锭，〔A1〕。最低值不应小于0.09% 3,2电极母材原始Mg含量〔Mg)。对〔Mg)的彩响 实验结果示于表2，〔Mg)随〔Mg〕。增高而略增，结合（12)式对表2结果以 最小二乘法统计处理，可获如下关系式： 〔Mg)=1.14〔Mg)8107CA1)857NMo(4.114-2.835Ne0+1.077LaNA1103) NAizo3,wt9o (13) 56

实 验 是 在直径为 型 和 。 。 型 水 冷铜结 晶器的小 型 电 渣 炉 中进行 。 自耗 电极直径 为 ， 其化学成分如前所述 ， 此外母材 含量 为。 至 ， 母材 含量 〔 〕 。 为 至 ， 渣料 为齐钢 的 经 一 电 极 电渣 提纯 萤石 ， 、 为工 业纯 ， 为 目工业 电熔镁砂粉 。 实 验前渣 料 先 在 电阻 炉 中 ℃ 焙烧 以上 。 每 炉渣量为 型为 ， 引熔剂 为 重 的 由 和 粉 按 混匀的 压结 块 ， 引锭 底垫 与 自耗 电极成分相 同 。 渣 料用 见 方 。 棒的非 自耗 电极 ， 在 通 气保护下熔化 ， 渣熔清 后保持 然 后交换 自 耗电极 ， 在 气保护下重 熔 。 重熔 电压 一 ， 电流 型为 重熔锭高 左 右 ， 成分分析样在锻 坯料 相 当锭 上部位 车取 ， 实 验结果于表 。 表 〔 〕 。 对 〔 〕 的 影响 〕 。 〔 只〕 书 丽云。 “ 。 ， ， 书 右 ‘ 一 ‘ 一丝 王 一 。 。 。 。 ， 。 。 旦迈旦 一 。 。 ， 。 。 一 嚣 ‘ 。 。 。 。 · 。 飞 。 一互全一一 一些一 一丝一 一 、 。 一里鱼一 按 式计算结果与实 测 〔 〕 均 呈正偏差 。 廷是 由于 在铁基熔体比在镍基熔 体 中之活度 系数增高 的效果略大于 在 铁 基熔 体比在镍基熔体的活度 系数增高的效 果 。 根据实 验结果 ， 按最小二乘法 统计处理 ， 〔 〕 与 〔 〕 的关 系可用 式 表 示 〔 〕 〔 〕 。 ， 。 ‘ 一 · · 。 目 吕 宜 ， 一 并化为一 元线 性 ， 相 关 系数 二 。 ， 计算结果 与实测值相差 士 。 由 式 可知 ， 获得或保持。 的 电渣锭 ， 。 电极母材 原始 含里 〔 〕 。 〔 〕 。 最低值不 应小于 对 〔 〕 的影响 实 验结果示 于表 ， 〔 〕 随 〔 〕 。 增高而略增 ， 结合 式对表 结果 以 最 小二乘法统计处理 ， 可获如下关 系式 〔 〕 二 〔 〕 忿” ” 〔 〕 合 ’ ‘ ， 。 · 一 · 。 · 。 ， 。 〕 孟八认

袁2〔Mg)。对[Mg〕之影响 Table 2 Effect oftMg)。on(Mg) wl9o Slag composition,moie fraction Sampling Content of elements,wt M. No. -CaF1 A1203 Ca0 Mgo place Al MgMeasrdMgcaird Mg Mg Ppm 205 57 18 10 15 Electrode 0.44 0.0035 2 0.5010 0.1212 0.1224 0.2554 1ng0t0.360.00340.0032 215 57 18 10 15 Electrode 0.51 0.0100 0.5010 0.1212 0.1224 0.2554 Ingot 0.440.00420.0039- 47 18 14 21 Electrode 0.45 0.0041 207 0.3886 0.1140 0.1611 0.3363 Ingot 0.250.00550.0059 47 18 14 21 Electrode 0.49 0.0140 218 -2 0.3886 0.1140 0.1611 0.3363 1ngot0.270.00680.0070 化为一元线性，〔Mg)。与〔Mg)相关系数r=0.7368,由(13)式计算值与实验值 比较相差≤±4ppm,由(13)式可知〔Mg)。对〔Mg〕的影响是很小的，〔Mg)。增 至2.5倍，〔Mg)才增加10%，即合金锭中Mg含量均可从渣/钢反应中烧Mg或进Mg获 得基本相近的数值，它显示Mg在渣/钢反应中接近平衡，它预示制备电极母材可简化工 艺。 3.3〔Mg〕对GH36A合金高温持久寿命的影响 为了研究电渣重熔GH36A合金中Mg的最 佳控制量，必须研究不同Mg含量对合金高温 105 持久寿命的影响。不同Mg含量的电渣锭通过 二火锻成直径20mm棒材，经1140℃固溶80min 水冷+670℃14h+780℃16h空冷热处理。 GH36A合金中不同Mg含量对合金650℃， 200 372.65Mpa的光滑、缺口持久寿命t、Ta的影 响结果示于图。 图中曲线1、2分别为非真空感应+电渣含 A1GH36A合金的缺口持久寿命、光滑持久寿 命；曲线8、4分别为非真空感应治炼无A1- GH36A合金缺口持久寿命、光滑持久寿命与 〔Mg)之关系。图中显示GH36A合金存在一 40 最佳Mg含量范围；含有适量A1,Mg的电渣 CMg),PPa 材可大幅度地提高合金在650℃、372.65MPa 图.GH36合金中Mg含量(Mg)对650℃372·65MPa 的光滑、缺口持久寿命，消除合金缺口敏感 光滑.缺口特久寿命T、TH的影响 性。图中1、3曲线及2.4曲线对比，从宏观 Fig Mg content in GH36 alloy,(Mg),vs smooth and notched stress-rupture life,t and 上显示前面所述适量A1的有利转化作用。 TH,at 650C under 372.65Mpa 1,2-AIM+ESR含A1GH36A的tH,x 3,4一AIM无AIGH36A的THt 57

表 名 〔 幼 。 对 〔 幼 之 影响 ‘ 〕 。 〔 〕 ， ， 形 。 ， 吓 丽歹一 。 一 口 。 黑 上 鱼互一 心 鱼。』互 ， ‘ ， 。 。 。 。 百乃丽万 一 正 丽 污污后蕊 一 魂矶 一 疥 认丽 。 。 。 化为一元线 性 ， 〔 〕 。 与 〔 〕 相 关系数下 。 ， 由 式计算值与实验值 比较相差《 士 ， 由 式可知 〔 〕 。 对 〔 〕 的影响是 很小的 ， 〔 〕 。 增 至 倍 ， 〔 〕 才 增加 ， 即 合金锭 中 含量 均可 从渣 钢 反 应 中烧 或进 获 得基本相近 的数 值 ， 它 显示 在渣 钢反 应中接近 平衡 ， 它预示 制备 电极母 材可简化 工 艺 。 ， 〔 〕 对 合金 高温持久 寿命的影响 为了研究 电渣重 熔 合金 中 的 最 佳控制量 ， 必须研究不 同 含量对 合金 高 温 持 久 寿命 的影响 。 不 同 含量 的 电渣锭 通 过 二火锻成直径 棒材 ， 经 连 固溶 水 冷 ℃ ℃ 空 冷 热 处 理 。 合金 中不 同 含 量 对 合 金 ℃ ， 的光滑 、 缺 口 持久寿命 、 。 的 影 响结果示 于 图 。 图 中曲线 、 分别 为非真空 感 应 十 电 渣 含 合 金的 缺 口 持久 寿命 、 光滑 持久寿 命 曲线 、 分别为 非 真空 感 应冶炼 无 合金 缺 口 持久寿命 、 光 滑 持 久寿命 与 〕 之关 系 。 图 中显示 合金存在一 最佳 含量范 围 含有适量 ， 的 电 渣 材可大幅度地提高合金 在 ℃ 、 的 光滑 、 缺 口 持久寿命 ， 消除 合金 缺 口 敏 感 性 。 图 中 、 曲线 及 曲线 对 比 ， 从 宏观 上 显示 前面所 述适 量 的有 利 转化 作用 。 县 厂人 了 产科，一 、 ‘ 叮 二、 边 、 尹 ‘ 介下一 一 飞气之、 护 · 二 丫 ， ， 〕 如 图 合金中 含量 〔 〕对 ℃ · 光滑 缺 口 持久寿命了 、 的影响 一 〔 〕 一 ， 一 ， 丫 一 ℃ 一 一 含 的 ， ，礴一 无 的了 一

4结论 (1)GH36A合金按通常电渣重熔，在Ar气保护下依靠合金中Mn、Si等合金元 素保持Mg或对渣中MgO、MgF,等还原获得≥0.0020%Mg的合金锭是不可能的。为获 取含Mg量≥0.0020%的电渣能，自耗电极中必须含有适量的A1。 (2)在本实验条件下，当渣池温度为1690±10℃，0.32≤〔A1)。≤0.62wt%, 0.0035≤〔Mg〕。≤0.0140wt%,0.10≤Nwo≤0.30,0.05≤NA10,≤0.21，N.。≤ 0.15时，电渣重熔锭中Mg含量可按下式控制或预测 〔Mg〕=1.14〔Mg)81o7〔A1):574Nag。(4.114-2.835Neo+1.077LaNa1o) N:32 'A103”wt% 〔Mg〕随〔A1)。、NMro、Nco增加而增加，随NA1o:增加而减少，〔Mg)随〔Mg〕。 增高而微增。 (8)GH36A合金电渣材具有一最佳Mg含量范围，过高Mg含量合金高温持久性 能显著降低；含有0.0030%Mg左右及适量A1的GH36A合金电渣材，可大幅度地提高 合金在650℃372.65MPa缺口、光滑持久寿命，消除合金缺口敏感性。 作者对赵文祥.高英富、玉酒等同志参加本实验工作给予的密切配合，以及齐齐哈尔钢厂研究所给予的大力支持 深表感谢。 参考文献 〔1)陈崇福。高荣.赵文祥。金属学报，20(1984)，B137 (2)BypLrAeB,B.1I.AnreRoe Jpon aoncrBe,No.10,1966.27-28 (3)Wick,C.E.BLOCK,F,E,TepMonr:HAMnREcKre CBOMCTBA 65 3JIEMEHTOB,MX OKMC JIOB,TAJIOTEHMHOB,KAPBMMIOB M HITPMMOB,II.,APCEHTbEBA,H3nTEJIbCTBO METAJI.1yPII分，1965，P116.175,118 (4)Elliott.J.F,Glelser.M,Ramakrishna,V,Thermochemistry For Steelmaking,Addison-Wealey Publishing CcmP4ny,Inc.1963,P618-620 (5]Sigworth,G.K.EIliott,J.F.Motal Science,Vol,8(1974)P.303-310 〔6)陈崇禧，赵文祥，金学报，19(1983).4L, 〔7)齐齐哈尔钢厂，GH36合金阶段总结，1983 58

结 论 合金 按通常 电渣重熔 ， 在 气保护下依靠合金 中 、 等 合 金 元 素保持 或对渣 中 、 等还原获 得 》 的合金锭 是不可能的 。 为 获 取 含 量 》 。 。 的 电渣锭 ， 自耗 电极 中必须 含有适量 的 。 在本实 验条件下 ， 当渣池温 度 为 士 ℃ ， 镇 〔 〕 。 成 ， 《 〔 〕 。 《 纬 ， 。 ， 《 《 ， 。 。 《 。 时 ， 电渣重熔锭 中 含量可按下式控制或预 测 〔 〕 〔 〕 合 · ‘ “ 〔 〕 名 · ” ‘ ， 。 · 一 · 。 · ，， 认几 ， 一 〔 〕 随 〔 〕 。 、 。 、 。 。 增加 而 增加 ， 随 增加而减 少 〔 〕 随 〔 〕 。 增高而 微增 。 合金 电渣材具 有一 最佳 含量范 围 ， 过高 含量 合金 高温 持 久 性 能 显著降低 含有 凭左 右及适量 的 合金 电渣材 ， 可大幅度地 提 高 合金在 ℃ 缺 口 、 光滑持久寿命 ， 消除 合金缺 口 敏感 性 。 作者对赵文祥 高崇 富 王涌 等同志参加本实验工作给予的密切 配合，以及齐齐哈尔钢厂研究所给予 的大力支持 深表感谢 。 参 考 文 献 〔 〕陈崇禧 高荣富 赵文祥 。 金属学报 ， ， 了 〔 〕 班人 ， 人 置且 ‘ 卫 且 卫 ， ， ， 了一 〔 〕 ， ， 。 。 玖 且 从 残 ‘ 卫 ， 改 刀 ， 刀 且 ， 〕 只 双 ， 兀 卫 ， 月 工万， ， ， 〔 〕 ， ， 卜 。 ， 日 ” ， 一 。 位 ， ， 一 〔 〕 ， 之， ， ， 一 〔 〕陈崇禧 ，赵文祥，金属学报 ， 。 。 〔 〕齐齐哈尔钢厂 ， 合金阶段总 结