第３５卷第４期 黑龙江冶金 Ｖ０１．３５ Ｎｏ．４ ２ ０ １ ５年８月 Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ａｕｇｕｓｔ ２０１５ 两种渣系对Ｉｎｃｏｌｏｙ ８２５合金钛含量的影响 周正华，赵艳梅，马 辉，张聪亮 （常州中钢精密锻材有限公司。江苏摘常州２１３１４９） 要：研究了在两种不同渣系条件下，惰性气体保护电渣重熔（ＩＧＥＳＲ）对８２５合金钛含量的影响，分析了变 化机理，结果表明用含有ＴｉＯ 的渣系可以精确控制８２５合金钛含量。 关键词：惰性气体保护电渣熔炼（ＩＧＥＳＲ）；渣系；钛变化 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｔｗｏ Ｋｉｎｄｓ ｏｆ Ｓｌａｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｎ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｃｏｌｏｙ ８２５ Ａｌｌｏｙ Ｚｈｏｕ Ｚｈｅｎｇｈｕａ，Ｚｈａｏ Ｙａｎｍｅｉ，Ｍａ Ｈｕｉ，Ｚｈａｎｇ Ｃｏｎｇｌｉａｎｇ （Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｉｎａ ｓｔｅｅｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ，２ １ ３ １４９ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＩＧＥＳＲ ｏｎ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｃｏｌｏｙ ８２５ ａｌｌｏｙ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔＷＯ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｌａｇ ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｖａｒｙｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｉｎ ＩＧＥＳＲ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｋｅｐｔ ｉｎ ａ ｎａｒｒｏｗ ｒａｎｇｅ ｃｏｐｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｌａｇ ＴｉＯ２． ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＩＧＥＳＲ；ｓｌａｇ ｓｙｓｔｅｍ；Ｔｉ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃｏｌｏｙ ８２５合金（以下简称８２５合金）是一种 含Ｎｉ—Ｆｅ—ｃｒ—Ｍｏ—Ｃｕ的奥氏体合金。高的 Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕ的含量使该合金在中等氧化性环境 及中等还原性环境中均有很好的耐蚀性能。这使 得该合金广泛应用在化学工程、废物处理、油气开 发、酸生产及酸洗工艺等工程等领域。 护，但氩气罩并非完全密闭性，所以反应（１）适度 存在。 Ｔｉ＋０２＝ＴｉＯ２ ４Ａ１＋３０２＝２Ａ１２Ｏ３ （１） （２） 重熔过程中，当金属熔滴穿过渣池时，又有反 应（３）、（４）…的发生： 同时该合金还通过添加适当的金属钛来稳定 化其奥氏体组织，增强８２５合金的耐晶间腐蚀能 力。所以８２５合金生产过程中，钛的精确控制对 该合金的耐蚀性能有着重要的影响。 本文利用惰性气体保护电渣炉（ＩＧＥＳＲ），在 两种不同渣系条件下研究８２５合金中钛的变化规 ２（Ａ１２Ｏ３）＋３［Ｔｉ］＝２（ＴｉＯ２）＋４［Ａ１］（３） ［Ｔｉ］＋（ＳｉＯ２）＝（ＴｉＯ２＋［Ｓｉ］ （４） 因铝与氧的亲和力大于钛，ＡＩ Ｏ 的稳定性大 于ＴｉＯ：，所以反应（３）一般会向右进行；因钛的化 学活性大于硅，所以反应（４）一般也会向右进行； 但是反应物与生成物的浓度也会影响化学反应速 度与方向。 律，通过恰当工艺控制，进而达到精确控制８２５合 金的钛含量的目的。 ２ 开发实践 利用ＥＡＦ＋ＶＯＤ熔炼出 ４００ｍｍ一咖４３０ｍｍ １钛烧损机理分析 １．１ 惰性气体保护电渣熔炼（ＩＧＥＳＲ）钛变化机 理分析 的８２５电极锭，８２５化学成分要求见表１。然后再 利用ＩＧＥＳＲ重熔电极锭，预熔渣成分见表２。通 ＩＧＥＳＲ熔炼过程中，虽然结晶器内有氩气保 收稿日期：２０１５—０６—２０ 过固渣起弧，熔炼出 （５２０—５５０）ｍｍ的电渣锭。 作者简介：周正华（１９８１一），男，工程师。 ｌ０ 第４期 周正华，等：两种渣系对Ｉｎｃｏｌｏｙ ８２５合金钛含量的影响 使用斯派克直读光谱仪及热电等离子发射光谱仪 检测电极锭与电渣锭中的铝、钛、硅等化学成分。 表１ ８２５主要化学成分要求 Ｗｔ％ ３ 开发结果 金中钛含量较高，这有利于反应（３）向右进行，进 而使得底部出现轻微烧钛增铝的现象，电渣铸锭 表１有ＥＡＦ＋ＶＯＤ熔炼４炉８２５合金的平均 头尾钛的偏差达到０．１５％，但电渣铸锭头尾钛含 铝、钛、硅平均成分及ＩＧＥＳＲ重熔得到的电渣锭 量较为均匀。 铝、钛、硅化学成分。由表３可知，渣系１重熔后 （２）渣系２中含有ＳｉＯ ，这导致底部出现较严 的电渣锭底部出现轻微烧钛增铝的现象，铝增加 重的烧钛增硅的现象，电渣铸锭头尾钛的偏差达 ０．０２％，钛减少０．１５％，硅变化不大；渣系２重熔 到０．３％；与电极锭相比，电渣铸锭尾部钛的总烧 后的电渣锭底部出现烧钛、烧铝、增硅的现象，钛 损率达到０．４％，这表明反应（４）较为活跃。 减少０．４％，铝减少０．０３％，硅增加０．１６％；渣系２ 与渣系１相比，电渣锭头尾钛、硅成分偏差较大。 ５ 结语 表３ ８２５ ＩＧＥＳＲ锭Ａｌ、Ｔｉ、ｓｉ成分 Ｗｔ％ （１）根据钛、铝、硅的变化规律，将８２５合金中 合金元素，％ Ａ１ ａＡ１ Ｔｉ ａ Ｔｉ Ｓｉ ａＳｉ 备注 钛含量设计为接近标准值上限，铝、硅含量设计在 ＥＡＦ＋ＶＯＤ电极锭０．１４ １．０ ０．２４ 标准值中下限，ＩＧＥＳＲ后可确保８２５最终成分合 距头１００ｍｍ ０．１４ １．０ ０．２４ 距尾格。 ５０ｍｍ ０．１６ ０．０２ ０．８５ ０．１５ ０．２６ ０．０２渣系１ ＥＳＲ锭 （２）渣系１含有ＴｉＯ ，熔炼８２５合金时使用渣 距头１００ｒａｍ ０．１３ ０．９ ０．２４ ０．０２ ０．３ ０．１６渣系２ 系１会比使用渣系２获得头尾钛成分更加均匀的 一一距尾５０ｍｍ ０．１１ ０．６ ０．４ 电渣铸锭。 参考文献 ４分析讨论 ［１］姜周华．电渣冶金的物理化学及传输现象［Ｍ］．东北大 （１）渣系１中含有一定量的ＴｉＯ ，又因８２５合 学出版社，２０００，１４９：１５４—１５５． （上接第９页） 化组织极不均匀，是典型的过热组织。 化物颗粒和片状珠光体严重影响了球化组织的均 （２）加热温度为７６０ｏＣ的连续冷却球化退火 匀性。后者由于加热温度低，球化组织中无明显 工艺，所得到的组织是球状珠光体＋细小球状碳 大碳化物颗粒和片状珠光体，使球化组织稍均匀 化物组成的黑团索氏体，加热温度较低但还没有 些。两者中的黑团状索氏体，在球化过程中处于 明显欠热的原始片状珠光体。 胶平状态，而很难达到均匀的球化组织。 （３）加热温度增高，降低共析分解温度；加热 ４ 结论 温度降低，提高共析分解温度。 参考文献 （１）加热温度为８６０￣Ｃ的连续冷却球化退火 ［１］卢先熙《金属学教程》 工艺试验所得到的组织是大碳化物颗粒＋片状珠 ［２］刘云旭《金属学与热处理原理》 光体＋密集碳化物质点组成的黑团状索氏体。球