代卫星, 杨健, 王启明, 黄崇德, 吴佳辉, 陈遥, 汤林辉, 陈根保
N08811是一种典型的Fe-Ni基耐蚀合金,具有优异的耐高温氧化和腐蚀性能,广泛应用于石油、化工、光伏、核电等领域。永兴特钢是国内Incoloy 800系列棒线材的主要生产商之一,其生产过程中管坯常出现超声探伤不合格的问题,导致成品降级甚至报废。为降低探伤报警率,首先利用扫描电镜对N08811管坯缺陷类型进行分析,然后梳理了冶炼过程钢液、炉渣及夹杂物的演变行为,并进一步结合FactSage等热力学软件和渣-钢平衡模型分析了缺陷的形成机理。通过研究发现,探伤报警处存在高熔点Al2O3-MgO-TiOx氧化物与TiN组成的复合大尺寸团簇夹杂物,AOD-LF冶炼过程中钢液与炉渣存在强烈的氧化还原反应,持续的渣钢反应致使钢液中形成大量小尺寸Al2O3-MgO-TiOx类高熔点夹杂物,这些夹杂物在凝固过程中聚集并诱导了TiN团簇夹杂物的形成。为减少高熔点夹杂物的生成,依据渣-钢平衡模型计算得出该钢种的平衡渣系组成,对原工艺进行优化改进,取得较好的实践效果。工艺改进后整个冶炼过程Al、Ti元素收得率从44.3%、74.6%分别提高至56.2%、86.8%,管坯探伤合格率从77.26%提升至96.23%,管坯洁净度得到显著提升。研究结果为高铝钛铁镍基合金的洁净化冶炼提供了工艺参考。