JPH0369976B2 - - Google Patents
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- JPH0369976B2 JPH0369976B2 JP5261587A JP5261587A JPH0369976B2 JP H0369976 B2 JPH0369976 B2 JP H0369976B2 JP 5261587 A JP5261587 A JP 5261587A JP 5261587 A JP5261587 A JP 5261587A JP H0369976 B2 JPH0369976 B2 JP H0369976B2
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
本発明は、Ti、Al、Mgを含むNi基合金のエ
レクトロスラグリメルテイング（以下ESRとい
う）法に関し、特に操業中を通してTi、Al、Mg
の歩留り変動の少ないESR操業法に関する。 （従来の技術と問題点） Ni基合金の製造は従来真空アーク再溶解法に
より殆ど行われていたが、最近は、真空アーク再
溶解では添加しにくい元素、Mg、Ca等を添加で
き熱間加工性を向上できること、鋳肌がきれいで
手入れが少なくて済み、また表面傷や傷取り跡か
らの割れ発生も当然少なく歩留りが良いことなど
からESR法が用いられることが多くなつてきた。
しかしESR法においてもMgやCaを含む合金では
これらの元素とスラグが反応し、特にMgは蒸気
圧が高いこともあつて、不活性雰囲気中であつて
も安定して歩留りよく再溶解することは非常に困
難であつた。即ちスラグ組成を最初に設定したま
ま最後まで大きな変動なく操業することがむつか
しく、スラグ組成の変動に伴つて製品鋳塊の下部
（溶解の初期）から上部にかけてTi、Al、Mgと
成分が変動していた。即ち従来スラグの組成はそ
れまでの経験をもとに試行錯誤的に決定していた
ので、往々にして大きな変動があり、鋳塊が一部
分あるいは大部分成分外れになる事態が発生して
いた。 （解決の手段と作用） 本発明は上記に鑑みなされたもので、要点は、
重量％でTi；1.8〜2.7％、Al；0.9〜1.8％、Mg；
0.003〜0.040％を含むNi基超合金のESRにおい
て、式(1)、(2)、(3)を満足する組成のCaO−MgO
−Al2O3−TiO2系フラツクス、またはこれに
CaF2を加えたフラツクスを用い、不活性ガス雰
囲気下で行うことを特徴とするESR法である。 4.5≦3.11log［％Ti］3／［％Al］4−logN3 TiO2／N2 Al2
O3≦5.8……(1) 8.1≦2.01log［％Al］2／［％Mg］3−logNAl2O3／N3 MgO
≦11.4……(2) 7.6≦2.05log［％Ti］／［％Mg］2−logNTiO2／N2 MgO≦
9.2……(3) NCaO＋NMgO／NAl2O3＋NTiO2≦1.5 ……(4) 但し、 ［％Ti］等：合金中の重量％ NTiO2等：スラグ中モル分率 即ち、本発明者らは、従来のESRにおいても、
一本の溶解の終期には比較的安定した操業ができ
ることに着目し、この時の鋳塊の成分とスラグ成
分が不活性雰囲気中では相互に式(5)、(6)、(7)に示
す反応を生じて平衡関係にあると ４［Al］＋３（TiO2）＝３［Ti］＋２（Al2O3）……(5) ２［Al］＋３（MgO）＝３［Mg］＋（Al2O3） ……(6) ２［Mg］＋（TiO2）＝［Ti］＋２（MgO）……(7) 見てスラグにプロツトしてみたところ、第１図〜
第３図に示すように、直線、即ち実験式(8)〜(10)を
得ることができた。本発明は、これを中心にして
斜線で示す範囲に限定したもので、これは式(1)、
(2)および(3)にまとめられ logN3 TiO2／N2 Al2O3＝3.11log［％Ti］3／［％Al］4−5
.17……(8) logNAl2O3／N3 MgO＝2.01log［％Al］2／［％Mg］3−9.9
0……(9) logNTiO2／N2 MgO＝2.05log［％Ti］／［％Mg］2−8.41
……(10) る。即ちこの式(1)、(2)、(3)を満足するスラグ組成
をもつてESRすればESRの全期間を通じてTi、
Al、Mgが安定した歩留りを示すことを見出した
ものである。 本発明においては更に、Ni基合金にきわめて
有害な元素である酸素と硫黄について、CaO＋
MgOおよびAl2O3＋TiO2の濃度比に着目し、こ
れとの相関を調べたところ、第４図に斜線で示す
範囲、即ち式(4)を満足すれば酸素と硫黄の合計量
を10ppm以下になし得ることを見出し、これをも
本発明の必須条件に加えたものである。なお、本
発明における合金成分の限定理由は、ひとつに
は、本発明の根拠となつた第１図〜第４図のデー
タが、この範囲の合金をもとに得たもので、少な
くともこの成分範囲ならば、式(1)〜(4)が正しく適
用できることが確実だからである。この範囲はま
たJISにNCF80Aとして規格化されている合金の
成分範囲を含むものである。 （実施例） 第１表に本発明の実施例を３例示す。表のフラ
ツクス組成は、第１図〜第４図の斜線範囲に入る
成分を他の諸条件をも併せ考慮して決定したスタ
ート時の数値であるが、溶解期を通じて殆ど変動
なく終始した。従つて母材と鋳塊および鋳塊の初
期、中期、終期の成分変動も殆どなく、３例とも
安定して操業を行うことができた。 （効果） 本発明の採用により、従来経験の積み重ねによ
り決定していたフラツクス（スラグ）の組成を、
図または式から簡単に、しかも決して成分外れを
おこさないように決定できるようになり、しかも
従来よりはるかに広い範囲の選択を行なえるよう
になつたので、例えばフラツクスのコストや各種
操業条件等を考慮した最適成分を決定するのがき
わめて容易になつた。
レクトロスラグリメルテイング（以下ESRとい
う）法に関し、特に操業中を通してTi、Al、Mg
の歩留り変動の少ないESR操業法に関する。 （従来の技術と問題点） Ni基合金の製造は従来真空アーク再溶解法に
より殆ど行われていたが、最近は、真空アーク再
溶解では添加しにくい元素、Mg、Ca等を添加で
き熱間加工性を向上できること、鋳肌がきれいで
手入れが少なくて済み、また表面傷や傷取り跡か
らの割れ発生も当然少なく歩留りが良いことなど
からESR法が用いられることが多くなつてきた。
しかしESR法においてもMgやCaを含む合金では
これらの元素とスラグが反応し、特にMgは蒸気
圧が高いこともあつて、不活性雰囲気中であつて
も安定して歩留りよく再溶解することは非常に困
難であつた。即ちスラグ組成を最初に設定したま
ま最後まで大きな変動なく操業することがむつか
しく、スラグ組成の変動に伴つて製品鋳塊の下部
（溶解の初期）から上部にかけてTi、Al、Mgと
成分が変動していた。即ち従来スラグの組成はそ
れまでの経験をもとに試行錯誤的に決定していた
ので、往々にして大きな変動があり、鋳塊が一部
分あるいは大部分成分外れになる事態が発生して
いた。 （解決の手段と作用） 本発明は上記に鑑みなされたもので、要点は、
重量％でTi；1.8〜2.7％、Al；0.9〜1.8％、Mg；
0.003〜0.040％を含むNi基超合金のESRにおい
て、式(1)、(2)、(3)を満足する組成のCaO−MgO
−Al2O3−TiO2系フラツクス、またはこれに
CaF2を加えたフラツクスを用い、不活性ガス雰
囲気下で行うことを特徴とするESR法である。 4.5≦3.11log［％Ti］3／［％Al］4−logN3 TiO2／N2 Al2
O3≦5.8……(1) 8.1≦2.01log［％Al］2／［％Mg］3−logNAl2O3／N3 MgO
≦11.4……(2) 7.6≦2.05log［％Ti］／［％Mg］2−logNTiO2／N2 MgO≦
9.2……(3) NCaO＋NMgO／NAl2O3＋NTiO2≦1.5 ……(4) 但し、 ［％Ti］等：合金中の重量％ NTiO2等：スラグ中モル分率 即ち、本発明者らは、従来のESRにおいても、
一本の溶解の終期には比較的安定した操業ができ
ることに着目し、この時の鋳塊の成分とスラグ成
分が不活性雰囲気中では相互に式(5)、(6)、(7)に示
す反応を生じて平衡関係にあると ４［Al］＋３（TiO2）＝３［Ti］＋２（Al2O3）……(5) ２［Al］＋３（MgO）＝３［Mg］＋（Al2O3） ……(6) ２［Mg］＋（TiO2）＝［Ti］＋２（MgO）……(7) 見てスラグにプロツトしてみたところ、第１図〜
第３図に示すように、直線、即ち実験式(8)〜(10)を
得ることができた。本発明は、これを中心にして
斜線で示す範囲に限定したもので、これは式(1)、
(2)および(3)にまとめられ logN3 TiO2／N2 Al2O3＝3.11log［％Ti］3／［％Al］4−5
.17……(8) logNAl2O3／N3 MgO＝2.01log［％Al］2／［％Mg］3−9.9
0……(9) logNTiO2／N2 MgO＝2.05log［％Ti］／［％Mg］2−8.41
……(10) る。即ちこの式(1)、(2)、(3)を満足するスラグ組成
をもつてESRすればESRの全期間を通じてTi、
Al、Mgが安定した歩留りを示すことを見出した
ものである。 本発明においては更に、Ni基合金にきわめて
有害な元素である酸素と硫黄について、CaO＋
MgOおよびAl2O3＋TiO2の濃度比に着目し、こ
れとの相関を調べたところ、第４図に斜線で示す
範囲、即ち式(4)を満足すれば酸素と硫黄の合計量
を10ppm以下になし得ることを見出し、これをも
本発明の必須条件に加えたものである。なお、本
発明における合金成分の限定理由は、ひとつに
は、本発明の根拠となつた第１図〜第４図のデー
タが、この範囲の合金をもとに得たもので、少な
くともこの成分範囲ならば、式(1)〜(4)が正しく適
用できることが確実だからである。この範囲はま
たJISにNCF80Aとして規格化されている合金の
成分範囲を含むものである。 （実施例） 第１表に本発明の実施例を３例示す。表のフラ
ツクス組成は、第１図〜第４図の斜線範囲に入る
成分を他の諸条件をも併せ考慮して決定したスタ
ート時の数値であるが、溶解期を通じて殆ど変動
なく終始した。従つて母材と鋳塊および鋳塊の初
期、中期、終期の成分変動も殆どなく、３例とも
安定して操業を行うことができた。 （効果） 本発明の採用により、従来経験の積み重ねによ
り決定していたフラツクス（スラグ）の組成を、
図または式から簡単に、しかも決して成分外れを
おこさないように決定できるようになり、しかも
従来よりはるかに広い範囲の選択を行なえるよう
になつたので、例えばフラツクスのコストや各種
操業条件等を考慮した最適成分を決定するのがき
わめて容易になつた。
【表】
第１図〜第４図は、Ni基合金のESRにおける
鋳塊中合金成分と、スラグ成分の関係を示す図で
ある。
鋳塊中合金成分と、スラグ成分の関係を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でTi；1.8〜2.7％、Al；0.9〜1.8％、
Mg；0.003〜0.040％を含むNi基超合金のESRに
おいて、式(1)、(2)、(3)を満足する組成のCaO−
MgO−Al2O3−Tio2系フラツクス、またはこれ
にCaF2を加えたフラツクスを用いて不活性ガス
雰囲気下で行うことを特徴とするESR法。 4.5≦3.11log［％Ti］3／［％Al］4−logN3 TiO2／N2 Al2
O3≦5.8……(1) 8.1≦2.01log［％Al］2／［％Mg］3−logNAl2O3／N3 MgO
≦11.4……(2) 7.6≦2.05log［％Ti］／［％Mg］2−logNTiO2／N2 MgO≦
9.2……(3) NCaO＋NMgO／NAl2O3＋NTiO2≦1.5 ……(4) 但し、 ［％Ti］等：合金中の重量％ NTiO2等：スラグ中モル分率、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261587A JPS63219539A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇを含むＮｉ基合金のＥＳＲ法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261587A JPS63219539A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇを含むＮｉ基合金のＥＳＲ法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63219539A JPS63219539A (ja) | 1988-09-13 |
| JPH0369976B2 true JPH0369976B2 (ja) | 1991-11-06 |
Family
ID=12919704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5261587A Granted JPS63219539A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇを含むＮｉ基合金のＥＳＲ法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63219539A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103008621B (zh) * | 2012-12-26 | 2015-04-01 | 中国科学院金属研究所 | 一种工业化生产3吨超纯净i-690合金电渣重熔锭的工艺方法 |
| CN105039733A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-11 | 太原钢铁(集团)有限公司 | 一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法 |
| CN110747419A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-04 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 优质gh4738合金及其制备方法、gh4738合金器件和航空发动机 |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP5261587A patent/JPS63219539A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63219539A (ja) | 1988-09-13 |
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