專利名稱：一種高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)，特別提供了一種高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法。
本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法，合金的化學(xué)成分為C 0.12～0.17，Cr 15.0～17.0，W 2.1～2.5，Mo 3.6～5.0，Al 2.1～2.8，Ti 2.1～3.0，B 0.10～0.13，Si 1.2～2.0，F(xiàn)e 6.0～7.5，Mn不大于0.30，S不大于0.02，P不大于0.02，Ni余量；采用真空感應(yīng)熔煉技術(shù)，其特征在于——裝料順序?yàn)棰僭谯釄逯袕南轮辽弦来窝b入部分小塊Ni+全部Cr+部分C+全部W、Mo+全部Fe+部分Si+剩余小塊Ni+長規(guī)格Ni板；②在加料斗中依次加入剩余C、剩余Si、全部Al、全部Ti、全部CrB；——精煉期溫度控制在1570±10℃，保溫15分種；——澆注溫度1450±10℃，帶電過濾澆注。
本發(fā)明高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法中，為便于熔化和有利于成份控制，還可以將剩余小塊Ni加在加料槽內(nèi)。
通過本發(fā)明方法制備的K461合金的彈性模量、壓縮性能和沖擊性能與原合金手冊(cè)數(shù)據(jù)相當(dāng)。拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度與原合金手冊(cè)數(shù)據(jù)相當(dāng)，但其塑性優(yōu)于原合金手冊(cè)數(shù)據(jù)。由于維氏硬度與布氏硬度測(cè)試原理相同，在材料硬度小于450HV時(shí)，維氏硬度值與布氏硬度值大體相同。與原合金手冊(cè)數(shù)據(jù)相比，在室溫和600℃條件下，二者的硬度相當(dāng)，但在500℃條件下，K461合金的硬度略大于原合金的硬度。在500℃/715.9MPa(73kgf)、744.8MPa(76kgf)、784MPa(80kf)條件下，K461合金的持久壽命遠(yuǎn)大于手冊(cè)數(shù)據(jù)。
裝料順序?yàn)棰僭谯釄逯袕南轮辽弦来窝b入2/3小塊Ni+全部Cr+1/6C+全部W、Mo+Fe+1/3Si+剩余小塊Ni+長規(guī)格Ni板；②在加料斗中依次加入5/6C、2/3Si、Al、Ti、CrB；精煉期溫度控制在1570±10℃，保溫15分種；澆注溫度1450±10℃，帶電過濾澆注。
按上述方法制備了三爐符合要求的K461合金，具體成分見表1，K461合金的密度測(cè)試結(jié)果見表2。K461合金不同溫度下的線膨脹系數(shù)見表3。K461合金不同溫度下的熱導(dǎo)率見表4。K461合金不同溫度下的比熱容見表5。K461合金熔化溫度范圍為1273～1321℃。室溫條件下K461合金的彈性模量見表6。室溫、500℃、600℃條件下K461合金的瞬時(shí)拉伸性能見表7。室溫條件下，K461合金的壓縮性能見表8。K461不同溫度下硬度見表9。室溫條件下K461合金沖擊性能測(cè)試結(jié)果見表10，不同條件下K461合金持久性能測(cè)試結(jié)果見表11，K461合金制件外襯套與原合金外襯套的耐磨性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表12所示。由表12看出，K461合金制件與原合金的耐磨性能水平相當(dāng)。
表1實(shí)施例合金化學(xué)成分，％

表2合金密度，g/cm3

表3合金線膨脹系數(shù)，10-6/℃

表4合金熱導(dǎo)率，W/m.K

表5合金比熱容，J/g·℃

注真比熱容是由平均比熱容換算而得。
表6合金彈性模量

表7K461合金拉伸性能

注表中括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)為Kgf/mm2單位下的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度值。
表8合金壓縮性能，MPa

表9合金硬度

表10合金沖擊性能

表11合金持久性能

表12合金耐磨性能

權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法，合金的化學(xué)成分為C 0.12～0.17，Cr 15.0～17.0，W 2.1～2.5，Mo 3.6～5.0，Al 2.1～2.8，Ti 2.1～3.0，B 0.10～0.13，Si 1.2～2.0，F(xiàn)e 6.0～7.5，Mn不大于0.30，S不大于0.02，P不大于0.02，Ni余量；采用真空感應(yīng)熔煉技術(shù)，其特征在于——裝料順序?yàn)棰僭谯釄逯袕南轮辽弦来窝b入部分小塊Ni+全部Cr+部分C+全部W、Mo+全部Fe+部分Si+剩余小塊Ni+長規(guī)格Ni板；②在加料斗中依次加入剩余C、剩余Si、全部Al、全部Ti、全部CrB；——精煉期溫度控制在1570±10℃，保溫15分種；——澆注溫度1450±10℃，帶電過濾澆注。
2.按照權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法，其特征在于將剩余小塊Ni加在加料槽內(nèi)。
3.照權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法，其特征在于原材料采用符合GB6516-86標(biāo)準(zhǔn)的電觖鎳，符合GB1196-88標(biāo)準(zhǔn)的金屬鋁，符合GB/T3620.1-91標(biāo)準(zhǔn)的金屬鈦，符合GB3211-87標(biāo)準(zhǔn)的金屬鉻，符合GB3462-82標(biāo)準(zhǔn)的金屬鉬，符合GB3459-82標(biāo)準(zhǔn)的金屬鎢，符合Q/3B272-89標(biāo)準(zhǔn)的鉻硼，符合GB2881-91標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)硅，符合GB9971-88標(biāo)準(zhǔn)的純鐵，符合GB1426-78標(biāo)準(zhǔn)的碳。
全文摘要
一種高強(qiáng)度高耐磨鎳基合金的制備方法，合金的化學(xué)成分為C0.12～0.17，Cr15.0～17.0，W2.1～2.5，Mo3.6～5.0，Al2.1～2.8，Ti2.1～3.0，B0.10～0.13，Si1.2～2.0，F(xiàn)e6.0～7.5，Mn不大于0.30，S不大于0.02，P不大于0.02，Ni余量；采用真空感應(yīng)熔煉技術(shù)，裝料順序?yàn)棰僭谯釄逯袕南轮辽弦来窝b入部分小塊Ni+全部Cr+部分C+全部W、Mo+全部Fe+部分Si+剩余小塊Ni+長規(guī)格Ni板；②在加料斗中依次加入剩余C、剩余Si、全部Al、全部Ti、全部CrB；精煉期溫度控制在1570±10℃，保溫15分鐘；澆注溫度1450±10℃，帶電過濾澆注。用本發(fā)明方法制備出的合金在性能上可以達(dá)到甚至超過原仿制合金的技術(shù)指標(biāo)。
文檔編號(hào)C22C19/05GK1451772SQ03111618
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者叢健, 肖永明, 孫永昌 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司