C-HRA-3镍基耐热合金真空感应熔炼脱氧脱氮热动力学研究

作者:李龙飞; 林腾昌*; 梁强; 何西扣; 陈正宗; 陈琨
来源:铸造技术, 2022, 43(07): 559-566.
DOI:10.16410/j.issn1000-8365.2022.07.014

摘要

为探明真空感应熔炼C-HRA-3镍基耐热合金脱氧和脱氮过程的热动力学规律,采用VIM-50型真空感应炉熔炼高纯合金原料,严格控制冶炼条件并取过程样检测,借助物理化学原理对实验结果进行分析。结果表明,精炼温度升高,C-HRA-3合金液中的平衡碳氧积增大而氮的平衡溶解度降低,真空度提高同时降低氧和氮的平衡溶解度。在实验冶炼条件(1 582℃,2.7 Pa)下,平衡[O]和[N]含量分别为3.73×10-4%和23.66×10-4%。随着精炼期延长,[O][N]含量逐渐降低,精炼后期时受Mg O坩埚分解影响[O]含量二次升高。C-HRA-3合金真空碳脱氧反应和脱氮反应的限制性环节分别为[O]在液相边界层中的扩散和[N]原子在界面处的化学反应,经计算[O]在液相边界层中的平均传质系数k[O]为2.68×10-3cm/s,脱氮反应为二级反应,反应表观速率常数为0.733 cm/s。

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