高温合金通常作为各类发动机和燃气轮机中的关键服役材料,要求其具有优异的冶金质量,尤其要最大限度的控制材料中的微量有害杂质元素(O、N、S)含量以及这些杂质元素形成的非金属夹杂物。因此,本文针对铸态GH3625合金中的夹杂物和纯净化工艺进行了一系列研究:利用JMat Pro软件计算GH3625合金的平衡相图表明,当合金中含有气体杂质元素O、N时,在液相线温度以上会形成以Al为主要元素的氧化物夹杂M2O3(Al2O3),在固液两相区生成以Ti为主要元素的氮化物夹杂MN(Ti N),且非金属夹杂物M2O3、MN的含量分别由O、N含量控制;其中非金属夹杂物及一次碳化物的析出过程为:L+M2O3→L+M2O3+γ→L+M2O3+γ+MN→L+M2O3+γ+MN+MC(Nb C)。讨论双联工艺熔炼GH3625合金各工艺阶段合金锭合金成分、杂质元素含量、铸态组织发现,电渣重熔后合金成分更加均匀,合金锭头尾及横截面合金元素偏差小于±0.1%;S、O含量分别降低至10、7ppm,脱除率分别为58%,59%;二次枝晶间距增大,Nb C由颗粒状变为汉字体状。各阶段铸锭中最主要的偏析元素为Nb,尤其是铸锭心部枝晶间偏聚大量的Nb C、Laves相。非金属夹杂物金相原位观察和电解提取夹杂物分析共同表明,GH3625合金中的夹杂物主要为氮化物(Ti,Nb)N和复合型氧化物Mg O·Al2O3尖晶石,尺寸在2~3μm之间;合金中的氮主要来源于冶炼原材料Cr、Mo;真空感应熔炼时氧化物夹杂主要来源于Mg O炉衬材料,而电渣重熔时氧化物夹杂是由渣系组元进入合金基体而形成。选用高真空感应重熔精炼工艺在GH3625母合金的基础上做进一步净化处理表明,高真空感应重熔时元素挥发烧损和富化均控制在标准成分范围;单纯高真空感应重熔时,合金中的氧通过C-O反应脱除,可脱氧至10ppm,氮分压降低使氮含量脱至70ppm,但在去硫方面无明显作用;高真空加0.5%钙作净化剂重熔时,Ca-O反应以及Ca与Al2O3坩埚内壁反应可实现深度脱氧,通过Ca-S反应使合金中硫含量显著降低,然而氮含量降低程度有限,其含量远高于氮在GH3625合金中的溶解度。采用Al2O3坩埚,选择高真空熔炼工艺及适量钙的加入,可使氧、氮、硫含量分别降低到6、60、9ppm。