本申請涉及金屬材料制造的，更具體地說，涉及超高強(qiáng)度c250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，為航空器提供飛行所需動力，作為飛機(jī)的心臟，被譽(yù)為“工業(yè)之花”，直接影響著飛機(jī)的性能、可靠性及經(jīng)濟(jì)性，是一個(gè)國家科技、工業(yè)和國防實(shí)力的重要體現(xiàn)。

2、隨著我國國防建設(shè)快速發(fā)展，武器裝備更新迭代加速，飛行器向著大型化、遠(yuǎn)程化發(fā)展，發(fā)動機(jī)軸用原材料向大規(guī)格、大尺寸發(fā)展。目前，我國民用航空發(fā)動機(jī)軸用c250鋼均采用真空感應(yīng)和真空自耗生產(chǎn)工藝，鋼棒生產(chǎn)規(guī)格主要為φ≤304mm，所用的真空自耗鋼錠尺寸規(guī)格為φ660mm。為了滿足大型化的需求，要求原材料的規(guī)格尺寸大幅度增加，由原來的φ≤304mm增加到φ≤375mm；同時(shí)為了提高每爐批次鍛件的使用率，需要通過采用擴(kuò)大鋼錠尺寸及重量，實(shí)現(xiàn)增加成品鋼棒交付的重量，由原來的φ660mm鋼錠增加為φ810mm鋼錠。

3、c250鋼超大規(guī)格真空自耗鋼錠的真空感應(yīng)冶煉和自耗重熔生產(chǎn)尚無成熟工藝，需要對12噸真空感應(yīng)φ710mm電極棒的真空冶煉、φ810mm鋼錠的自耗重熔各生產(chǎn)工序進(jìn)行工藝探索、試驗(yàn)、試制生產(chǎn)，從而使c250鋼超大規(guī)格鋼棒的全面冶金質(zhì)量完全達(dá)到φ300mm小規(guī)格圓棒的技術(shù)規(guī)范要求，生產(chǎn)難度巨大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上相關(guān)分析，本申請旨在提供超高強(qiáng)度c250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法，能夠突出解決以下技術(shù)問題：（1）12噸真空感應(yīng)爐生產(chǎn)φ710mm電極棒化學(xué)成分的精確點(diǎn)控制；（2）12噸真空自耗爐生產(chǎn)φ810mm鋼錠的成分組織低偏析控制，確保超大規(guī)格鋼錠頭尾部化學(xué)成分的均勻一致。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N超高強(qiáng)度c250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法，采用真空感應(yīng)爐+真空自耗爐的冶煉方法生產(chǎn)出化學(xué)成分為c0.006±0.001wt%、ni18.0±0.20wt%、co8.0±0.05wt%、mo5.0±0.10wt%、ti0.40±0.01wt%、al0.10±0.02wt%。

3、該制備方法包括真空感應(yīng)冶煉和真空自耗重熔；

4、所述真空感應(yīng)冶煉中，化學(xué)成分配料要求如下：c?0.006±0.001wt%；mn≤0.05wt%；si≤0.05wt%；s≤0.001wt%；p≤0.005wt%；ni?18.0±0.20wt%；co?8.0±0.05wt%；ti?0.40±0.01wt%；mo?5.0±0.10wt%；ai?0.10±0.02wt%；o≤0.0010wt%；n≤0.0010wt%；

5、真空感應(yīng)熔化過程：全熔溫度t為1490-1540℃；

6、真空感應(yīng)精煉過程：精煉溫度t為1540-1610℃、真空度≤5pa；

7、真空感應(yīng)爐合金化過程：進(jìn)行化學(xué)成分精確控制，具體為c0.006±0.001wt%、ni18.0±0.20wt%、co8.0±0.05wt%、mo5.0±0.10wt%、ti0.40±0.01wt%、al0.10±0.02wt%；

8、真空感應(yīng)澆注過程：澆注溫度t為1550-1580℃、真空度≤300pa；

9、真空感應(yīng)電極棒冷卻過程：電極棒模內(nèi)冷卻時(shí)間t為1-3h，脫模后進(jìn)行空冷；

10、真空感應(yīng)電極棒表面車光；

11、所述真空自耗重熔中，真空自耗熔煉階段：熔速r=5.5-6.5kg/min；

12、真空自耗鋼錠空冷、表面車光。

13、可選地，所述真空感應(yīng)冶煉的原料由精鋼材、合金料、金屬料組成，要求原料成分準(zhǔn)確、表面無銹無油無污。

14、可選地，所述真空自耗鋼錠化學(xué)成分保證精確點(diǎn)控制，確?；瘜W(xué)成分均勻。

15、綜上所述，本申請具有以下有益效果：

16、（1）本申請采用12噸真空感應(yīng)爐，通過精確配料、精準(zhǔn)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了鋼中化學(xué)元素點(diǎn)控制，通過控制鋼中mn、si、s、p含量，減少鋼中夾雜物的產(chǎn)生、集聚，提高鋼的純凈度，實(shí)現(xiàn)鋼的強(qiáng)度和韌性的高度匹配。

17、（2）本申請?jiān)谡婵崭袘?yīng)爐精煉過程中，采用低真空的攪拌方式不斷去除鋼中o、n，提高鋼液的純凈度，提高電極棒化學(xué)成分均勻性。

18、（3）本申請?jiān)谡婵崭袘?yīng)爐澆注過程中，采用低溫澆注，減少超大規(guī)格電極棒的縮孔，使化學(xué)成分偏析區(qū)域上移，實(shí)現(xiàn)超大規(guī)格電極棒化學(xué)成分均勻一致性。

19、（4）本申請?jiān)谡婵兆院闹厝圻^程，嚴(yán)格控制電極熔化速度（r=5.5-6.5kg/min）提高了超大規(guī)格鋼棒低倍組織均勻性，解決了低倍組織徑向偏析、環(huán)形花樣超標(biāo)的問題。

技術(shù)特征：

1.一種超高強(qiáng)度c250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)度c250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法，其特征在于，所述真空感應(yīng)冶煉的原料由精鋼材、合金料、金屬料組成，要求原料成分準(zhǔn)確、表面無銹無油無污。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)度c250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法，其特征在于，所述真空自耗鋼錠化學(xué)成分保證精確點(diǎn)控制，確?；瘜W(xué)成分均勻。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)度c250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法，其特征在于，所述真空感應(yīng)冶煉采用12噸真空感應(yīng)爐。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及金屬材料制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種超高強(qiáng)度C250超大規(guī)格真空自耗鋼錠的制備方法。該制備方法包括真空感應(yīng)冶煉和真空自耗重熔；真空感應(yīng)爐合金化過程：進(jìn)行化學(xué)成分精確控制，具體為C0.006±0.001wt%、Ni18.0±0.20wt%、Co8.0±0.05wt%、Mo5.0±0.10wt%、Ti0.40±0.01wt%、Al0.10±0.02wt%。本申請解決了C250超大規(guī)格真空感應(yīng)Φ710mm電極、Φ810mm真空自耗鋼錠的化學(xué)成分點(diǎn)控制、化學(xué)成分均勻性控制等問題，實(shí)現(xiàn)了超大規(guī)格真空自耗鋼錠的冶金質(zhì)量完全達(dá)到了小規(guī)格鋼棒的實(shí)物水平。

技術(shù)研發(fā)人員：韓順,龐學(xué)東,孫勇,厲鑫洋,翟羽佳,溫博,王瑞,厲勇,王春旭,李建新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鋼鐵研究總院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2