GH4169是一种Ni-Cr-Fe基沉淀硬化型变形高温合金，其长时使用温度领域为-253℃至650℃，短时使用温度可达800℃.该合金在650℃以下拥有优异的强度，并阐发出优良的抗委顿、抗辐射、抗氧化与耐侵蚀能力，同时具备杰出的加工与焊接机能以及持久组织不变性。！！！Ｒ蚨，GH4169被宽泛利用于航空航天、核能和石化工业等领域，常用于制作涡轮盘、环件、叶片、紧固件和弹性元件等关键部件，在高温合金资料系统中占有重要职位[1]。！！！

近年来，增材制作领域对GH4169高温合金的需要持续增长[2-5]。！！！：嫌糜谠霾闹谱鞯暮辖鸱勰┎唤霰匾弑赣帕嫉目纱蛴⌒，还必须满足多项严格指标，如粒径藐小、粒度散布集中、含氧量低、球形度高、流动性好以及松装密度高档。！！！Ｄ壳，高温合金制粉工艺重要蕴含氩气雾化(AA)法、真空感应溶解气体雾化(VIGA)法、电极感应溶解气体雾化(EIGA)法、等离子旋转电极雾化(PREP)法。！！！Ｈ欢，这些工艺所制备的粉末中，粒径处于15μm~53μm区间的细粉收得率普遍仅为30%~50%，导致有超过一半的粉末无法直接满足增材制作的使用要求。！！！

为降低高机能部件的增材制作成本并推动资源集约化利用,针对因粒度不达标而无法直接使用的GH4169废粉,发展高效回收与再利用钻研已成为行业关注的焦点。！！！５鼻捌毡檠∪〉募际趼废呤墙戏壑厝畚负辖鸷笾匦轮品。！！！Ｈ欢，传统重熔工艺多依赖高分子有机物作为粘结剂进行压块,再经真空感应熔炼，该过程易引入碳、氮等杂质，导致合金纯净度降落，不仅影响最终产品机能，也因返工或降级使用而间接推高了综合成本。！！！Ｎ，本文以GH4169高温合金废粉为钻研对象，致力于开发一种纯净度更高的重熔工艺，以提升粉末回收质量,实现更有效的成本节制。！！！

1、废粉成分及装料制度

回收粉末中粒径小于15μm的占比约15%,而大于53μm的占比约85%.表1为两种GH4169高温合金废粉的化学成分检测了局以及重熔形成的棒材指标成分领域。！！！；；谏鲜龀煞,选用Φ60mm规格GH4169机加工棒材出产过程中产生的分流盘等铸余料以及理论质量不合格的光棒,作为粉末重熔时的块状引料。！！！

表1 GH4169高温合金废粉成分(质量分数，%)

真空感应熔炼的根基道理是电磁感应和电流热效应，具体而言，交变磁场在导电的金属炉猜中感生涡流，这些涡流在流动过程中因克服资料电阻而产生大量热量,以至炉料持续升温并最终溶解[7-9]。！！！５毖∪∥淳挂趾蜕战嵩ごχ玫乃勺胺戏圩魑鲜，其内部存在大量气隙，导致资料整体电导率降落且磁通传导能力减弱。！！！Ｕ庖桓鲂匝现亟档土舜懦「猩辛鞯男，使得加热过程较为缓慢。！！！Ｎ饩龃宋侍,本钻研在坩埚底部预置肯定比例的GH4169块状致密物料作为引料。！！！？？樽匆嫌虢槐浯懦〉鸟詈献饔酶，能迅速发热溶解，形成的初始熔池通过热传导与对流，可高效熔解粉末原料，从而全面提升溶解速度。！！！

此外，为阻止细粉在抽真空过程中被吸入泵系统而造成设备危险，在粉末层上方也覆盖一层块状物料。！！！Ｔ谙质底傲瞎讨，将GH4169分流盘切割为相宜尺寸，并与棒状返回料参差安插，以压实粉末。！！！Ｍ1展示了坩埚底部与顶部物料的装填情况。！！！

2、重熔关键工艺优化

2.1废粉用量节制

选取真空感应熔炼炉制备Φ84mmx820mm规格棒材，合理投料量约为1080kg.为探索分歧废粉用量对重熔周期的影响，在保障熔炼周期不显著耽搁的前提下,尽可能提高粉末利用率,本钻研别离设置了800kg(惯用)、850kg、900kg、950kg及1000kg五组废粉投料量进行熔炼试验。！！！８髀味杂Φ姆戏凼褂昧坑肴哿吨芷谌绫2所示。！！！

表2分歧废粉用量及其熔炼周期

了局批注,随着废粉占比增长,重熔周期略有耽搁，但整体变动幅度较小。！！！５狈戏弁读媳壤74.07%提升至92.59%时，熔炼周期仅增长0.47h.因而，综合思考废粉利用率、引料比例节制及对重熔制品成分的影响，最终确定每炉次废粉最佳占比为92.59%.

2.2送电真空度及功率节制

真空感应熔炼要求在送电前达到较高的真空度，以有效降低炉内氧分压，预防金属熔炼过程中产生氧化。！！！Ｈ欢，在粉末重熔时，若抽真空速度过快，极易导致细粉扬尘。！！！Ｎ，现实操作中前期仅开启机械泵进行缓抽;当真空度达到200Pa时,可从观察窗看到轻微粉末扬尘景象。！！！Ｕ馀，送电真空度不应低于此阈值，不然将引发大量粉末被抽入真空系统，造成设备危险。！！！Ｎ魅匪偷缯婵斩榷苑勰┲厝壑破费鹾康挠跋，本钻研拔取5炉次进行对比试验，其送电真空度别离设定为200Pa、300Pa、400Pa、500Pa和600Pa.相应的重熔制品氧含量测试了局如表3所示。！！！

钻研批注，粉末重熔的氧脱除率随送电真空度的降落而逐步提高。！！！＞咛宥，当送电真空度由600Pa降至500Pa时，氧脱除率自76.36%显著提升至89.09%;而持续由500Pa进一步降至200Pa时，氧脱除率仅由89.09%微增至90.00%,改善幅度有限。！！！Ｗ凵峡芍，送电真空度高于500Pa时将导致氧脱除率显著偏低，而低于200Pa则易引弘扬尘风险，因而确定合理的送电真空度应节制在200Pa~500Pa领域内。！！！

表3分歧送电真空度下粉末重熔制品氧含量

为两全熔炼效能与过程不变性，送电初期选取低功率对表层粉末进行预烧结，形成致密烧结层以预防扬粉;随后逐步提升送电功率至350kW±10kW，推进物料逐层溶解、削减喷溅;待原料齐全溶解后，倾动坩埚2~3次以强化熔体成分均匀性与温度一致性;而后将熔体温度升至1560℃±10℃进行高温精辟，进一步脱除氧及其他挥发性杂质。！！！；；谏鲜龉ひ挣杈渡杓频姆勰┲厝酃ひ涨呷缤2所示。！！！

2.3加Al量节制

纯净度是评价高温母合金质量的关键指标,其中氧、氮含量的节制尤为重要。！！！Ｔ谙质党霾,C虽是梦想的脱氧剂,但所用废粉的原始C含量已处于要求领域的中上限。！！！？Ｋ伎嫉椒勰┏煞挚赡艽嬖谄，若持续引入C脱氧，将面对制品C含量超标的风险。！！！３鼵之外,Al也是一种常用的脱氧剂[10-12]。！！！１九畏勰┲蠥l含量约为0.6%,虽也靠近指标领域0.2%~0.8%的中上限，但其增长可通过精确称量实现定量节制,脱氧产品固态Al2O3能通过后续精辟上浮至渣相中被有效去除，工艺可控性更强。！！！Ｒ蚨,本钻研选择在精辟实现后增长适量Al进行脱氧。！！！Ｎ剿鰽l增长量对脱氧脱氮成效的影响,拔取5炉次在精辟后别离增长0~0.04%的Al进行对比试验，具体数据如表4所示。！！！

从表4能够看出，随着Al增长量的增长，重熔过程的氧脱除率呈上升趋向。！！！５盇l增长量达到0.03%时,氧脱除率已达90.50%,持续增长Al含量对脱氧成效的提升不再显著。！！！Ｒ蚨,确定Al脱氧的合适增长量为0.03%,可将重熔制品氧含量不变节制在10ppm以下。！！！４送，氮脱除率与Al增长量未出现显著法规性变动，整体在10%左右颠簸，批正视熔制品中的氮含量重要取决于粉末的原始氮含量,若需进一步降低制品氮含量,应从节制原料氮含量动手。！！！１5为QNA24510737R炉GH4169制品棒材的成分,各元素含量都满足表1所列的指标成分,也就是说两种废粉的回收质量已达到再利用尺度。！！！

表4精辟后分歧加Al量下粉末重熔制品氧、氮含量

表5 QNA24510737R炉GH4169制品棒材的成分(质量分数,%)

基于上述钻研,GH4169废粉可不经压块处置直接进行重熔。！！！Ｍü∮贸煞制ヅ涞腉H4169块状返回料作为引料,并选取下铺上盖的装料制度,在中等真空度前提下送电,既可有效预防粉末扬损、；；ふ婵丈璞，又能将粉末利用率从惯用的74.07%显著提升至92.59%.在精辟后期增长适量Al(0.03%),可实现深度脱氧，进一步降低制品氧含量。！！！１匾盐鹊氖,重熔过程对氮的脱除能力有限(约10%),因而制品氮含量重要依赖于粉末原始氮含量的节制。！！！

3、结论

(1)通过优扮装料制度,选取成分匹配的GH4169块状返回料作为引料，一部门铺底、一部门上盖压实粉末,可将粉末利用率由74.07%提升至92.59%.

(2)送电真空度节制在200Pa~500Pa领域内，既可有效预防粉末扬尘进入真空系统，又对熔体脱氧过程无显著不利影响。！！！

(3)精辟后增长0.03%的Al可实现深度脱氧，使氧脱除率提升约20%;而氮脱除率受Al增长影响较小,整体维持在10%左右,获得低氮含量的重熔产品需从原料端严格节制GH4169粉末的原始氮含量。！！！

参考文件:

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（注，原文标题：：GH4169增材制作废粉的重熔工艺钻研_金开锋）