專利名稱：形成氧化鋁的鎳基合金的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及預期用于高溫，例如高于900°C，的鎳基合金。特別地，本發(fā)明涉及與鋁合金化的彌散加強的鎳基合金，其能夠在表面上形成穩(wěn)定的氧化鋁，由此該合金具有好的抗氧化性。此外，本發(fā)明涉及該鎳基合金的粉末以及該鎳基合金的用途。
背景技術：
與鋁合金的鎳基合金用于廣泛的高溫應用中，例如熱處理爐中，因為其在表面上形成穩(wěn)定的保護性氧化鋁。該氧化鋁通常具有非常好的附著性，且不容易剝落或離開該表面。此外，該氧化鋁甚至在高溫也具有低的生長速度。因此這種類型的合金通常具有非常好的抗氧化性。已知形成氧化鋁的鎳基合金難以制備，尤其難以熱加工。其非常重要的原因是在緩慢冷卻/加熱過程中，例如在熱處理過程中或在熱加工過程中，在低于約900°C的溫度形成了金屬間相Y’(Ni3Al)。該金屬間相使該合金變硬并變脆，并因此難以加工。Y’的沉淀還降低了鋁在該合金中的活性，并由此使得保護性氧化鋁在表面上的形成變得更加困難。US 4，882，125中公開了形成氧化鋁的鎳基合金的一個實例。該合金包含27_35% Cr,2. 5-5% Al和2. 5-6%狗。公開了高含量的鋁降低了該材料的韌性，以及Al含量應當為至少2. 75%以產(chǎn)生好的氧化保護，但優(yōu)選不超過4%以使延展性不會變差。該專利還教導了高含量的狗使該氧化性能變差，為此鐵含量應當不超過6%。US 4，460，542中公開了形成氧化鋁的鎳基合金的另一實例。該合金包含14_18% Cr,4-6% Al和1. 5-8%狗。該專利教導了與在表面上形成氧化鉻的鎳基合金相比，加入 4-6% Al造成更好的氧化性能。在該專利中還公開了狗對氧化性能具有負面影響，為此鐵含量應當最大為8%。WO 2004/067788A1公開了形成氧化鋁的鎳基合金的另一實例。在該例中，該合金包含15-40% CrU. 5-7% Al和0. 5-13% Fe。據(jù)稱當該合金包含最大26. 5% Cr、最大11% Fe和3-6% Al時實現(xiàn)了最好的結果。WO 00/34541A1 公開了包含 19-23% Cr,3-4. 4% Al 和 18-22% Fe 的鎳基合金。該合金預期用于高溫。WO 00/34541A1公開了 19-23% Cr和3_4% Al的組合對于形成保護性 Al2O3-Cr2O3垢是至關重要的。通過沉淀1至5摩爾％的Cr7C3顆粒，據(jù)稱其是由M小時熱處理而實現(xiàn)的，使該鎳基合金強化。該合金是通過熔煉，例如真空熔煉，澆鑄和加工成標準工程學形狀，例如棒、條等，而制得的。該合金在高達1000°C下表現(xiàn)出良好的抗氧化性。之前還已知鐵基鐵素體形成氧化鋁的合金。然而，這種類型的合金通常在高溫下具有低的機械強度。因此，通常加入小顆粒以提高該材料的蠕變強度。這例如描述于Metals Handbook，第10版，第2卷，943頁中。這種類型的合金的另一問題是其室溫延展性通常非常低，這使得焊接更困難。為了在鐵素體材料中實現(xiàn)牢固的焊接，通常需要將待焊接的材料預熱到至少200°C。在很多情況中，在焊接之后還需要在750-850°C進行去應力退火。發(fā)明概述
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)在高溫下，特別是約900°C到至少約1250°C，具有優(yōu)良的抗氧化性且仍具有好的熱加工性和好的蠕變強度的合金。通過彌散強化的鎳基合金實現(xiàn)了上述目的，其以重量百分比)計包含
權利要求
1.一種彌散強化的鎳基合金，其以重量百分比(wt% )計包含
2.根據(jù)權利要求1的鎳基合金，其中所述合金包含16-21.5wt%的狗。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含17-20wt%的Cr，優(yōu)選 Cr。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含最大的Si，優(yōu)選最大 0. 3wt%^ Si。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含總含量為 0. 05-0. 25wt%的選自REM的一種或多種元素，優(yōu)選包含0. 05-0.Y。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含總含量為0.3-1.5%, 優(yōu)選0. 6-1. 5%的選自Ta、Zr、Hf、Ti和Nb的一種或多種元素。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含0.1-0. 5wt%的Hf。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含0.05-0. 35wt%的Ir。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含0.05-0. 5wt%的Ta。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含0.05-0. 的Ti。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含0.1-0. 8wt%的Nb。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含>4-5. 5wt%的Al，優(yōu)選包含> 4-5. Al。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含200-2000ppm的0，優(yōu)選包含 400-1000ppm 的 0。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金包含52-62wt%的Ni，優(yōu)選包含 52-60wt%& Ni。
15.根據(jù)前述權利要求中任一項的鎳基合金，其中所述合金基本不含M7C3形式的碳化物，其中M是金屬。
16.根據(jù)前述權利要求中任一項的彌散加強的鎳基合金的粉末。
17.—種包括形成氧化鋁的鎳基合金的實心部件，其中，例如通過熱等靜壓或冷等靜壓，壓制根據(jù)權利要求16的所述鎳基合金的粉末。
18.根據(jù)權利要求1-15中任一項的鎳基合金在管、棒、條、板或線形式的產(chǎn)品中的用途。
19.根據(jù)權利要求1-15中任一項的鎳基合金的如下用途作為用于熱處理爐的構造材料、用于輥平底爐的輥中、作為用于在保護性氣氛中退火的馬氟管、作為用于加熱元件的構造材料、燃氣輪機中的燃燒室材料、作為例如玻璃制造工業(yè)中或燃氣輪機中的氣氣熱交換器、用于高溫工藝中的管式反應器、作為用于熱處理爐的由線織造的傳送帶、用于在熱處理爐中加熱的輻射管或作為熱電偶的保護管。
全文摘要
本發(fā)明涉及預期于高溫下使用的鎳基合金，其中其以重量百分比(wt％)計包含選自由Ta、Zr、Hf、Ti和Nb的一種或多種元素0.25-2.2選自稀土金屬(REM)的一種或多種元素最大0.5余量的Ni和常見雜質(zhì)。
文檔編號C22C19/05GK102216479SQ200980146335
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權日2008年11月19日
發(fā)明者托馬斯·赫蘭德, 波·約恩松, 馬茨·倫德貝格 申請人:山特維克知識產(chǎn)權股份有限公司