專利名稱：一種耐高溫鎳基合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金金屬領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫鎳基合金。
背景技術(shù)：
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600°C以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作的一類金屬材料。半個(gè)世紀(jì)以來，航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度從40年代的730°C提高到1677°C。使用溫度的提高對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料提出了越來越苛刻的要求。鎳基高溫合金是迄今性能最為優(yōu)越，用途最為廣泛航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料。當(dāng)前該合金使用溫度的上限溫度達(dá)到了1200°C左右，已接近于合金的熔點(diǎn)，但仍是目前先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)中承受溫度最高，應(yīng)力載荷最大的關(guān)鍵部件的首選材料。鎳基高溫合金具有優(yōu)異的抗高溫氧化和高溫腐蝕的性能。與鐵基高溫合金相比， 鎳基高溫合金具有良好的導(dǎo)熱性、較高的組織穩(wěn)定性，可以固溶更多的元素而不產(chǎn)生有害相；鎳基高溫合金與鈷基合金相比，具有比重輕、價(jià)格低、強(qiáng)度高和抗氧化性好的特點(diǎn)。此夕卜，鎳基高溫合金還具有優(yōu)良的可鑄性與高溫持久性能。決定鎳基高溫合金優(yōu)異性能的是其沉淀析出的面心立方金屬間化合物Y '相(Ni3Al)強(qiáng)化。有些合金如In718還有序體心四方、"(Ni3Nb)強(qiáng)化。一般的鈷基高溫合金由于缺乏相的強(qiáng)化作用，僅靠固溶強(qiáng)化和碳化物強(qiáng)化，因此一般難以達(dá)到鎳基高溫合金的強(qiáng)度水平。鎳基高溫合金通過適當(dāng)調(diào)節(jié)合金成分，可以使合金不但具有鈷基合金無法比擬的高溫強(qiáng)度，而且還具有較高的初熔溫度、較好的冷熱疲勞性能、較高的塑性和韌性，較高的抗氧化和耐腐蝕性，較低的密度，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)很多部件上應(yīng)用具有特殊的意義。國內(nèi)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的鎳基高溫合金盡管已開發(fā)了很多，例如K403、K405、K441和K417G等合金，這些合金最大的缺點(diǎn)就是初熔溫度及塑性與鈷基高溫合金相比相差較大，限制了這些合金的應(yīng)用。金屬間化合物雖然具有比重低和強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但由于其塑性和抗氧化性較差，限制了其使用。所以就需要開發(fā)一種合金，要求具有高初熔溫度、低密度、具有良好鑄造性能、好的熱疲勞性能和較高的抗高溫氧化性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種有較高熔點(diǎn)能夠長時(shí)間耐受1350°C以上高溫的，且同時(shí)具有較好抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的鎳基合金。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr :26. 0-28. 0%, Co 5. 3-5. 7%, Mo :8. 2-8. 6%, W 2. 4-2. 8%, V 0. 4-0. 6%, Ta :3. 8-4. 2%,Al 5. 6-6. O %, Ti 1. 3-1. 7 %, Nb :2. 1-2. 5 %, B 0. 004—0. 006 %,0. I ^ Cu ^ 0. 4,0
<C 彡 0· 08，0 < Si 彡 0· 3，0 < Mn 彡 0· 5，余量為 Ni。優(yōu)選，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr 26. 5-27.5 %, Co 5. 4-5. 6%, Mo 8. 3-8. 5%, W 2. 5-2. 7%, V 0. 45-0. 55%, Ta :3. 9-4. 1%, Al :5. 7-5. 9%,Ti 1. 4-1. 6 %, Nb :2. 2-2. 4 %, B 0. 0045-0. 0055 %,0. I ^ Cu ^ 0. 4,0 < C ^ 0. 08,0
<Si ^ 0. 3,0 < Mn ^ 0. 5，余量為 Ni。最優(yōu)選，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr 27%, Co 5.5%,Mo 8. 4%, W 2. 6%, V 0. 50%, Ta :4. 0%, Al :5. 8%, Ti :1. 5%, Nb :2. 3%, B :0. 005%,
O.I ^ Cu ^ O. 4,0 < C ^ O. 08,0 < Si ^ O. 3,0 < Mn ^ O. 5，余量為 Ni。鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗氧化性、耐腐蝕性，可以作為耐高溫合金材料的重要合金元素。本發(fā)明提供的合金中含有較高的Co、W、Mo、Ta等強(qiáng)化元素，使合金具有較好的高溫持久性能和較高的高溫強(qiáng)度。
本發(fā)明加入適量的B和V可形成適量的彌散分布的碳化物，同時(shí)B可強(qiáng)化晶界，從而進(jìn)一步提聞鎮(zhèn)基合金的聞溫性能。本發(fā)明通過使合金中含有較高的Al含量和適當(dāng)?shù)腡i含量，以保證合金良好的抗氧化性能和較高的室溫和高溫強(qiáng)度。本發(fā)明加入適當(dāng)?shù)腘b，可以抑制偏析，提高組織穩(wěn)定性。本發(fā)明具有如下有益效果I)如上所述，調(diào)整了合金的成分組成，在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了合金的組成元素以及各元素的含量，使得各元素的作用達(dá)到協(xié)同技術(shù)效果，特別是Co、W、Mo、Ta等提高高溫性能的合金元素，其技術(shù)效果相互協(xié)同，使得合金的熔點(diǎn)可以超過1470°C，使得產(chǎn)品的耐高溫、耐氧化性能明顯得到了提高，可以長時(shí)間的工作在1350°C -1400°C的高溫下。2)除耐高溫外，合金元素配比的調(diào)整使得強(qiáng)度、韌性以及耐腐蝕性能等綜合性能明顯改善。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr :26. 0%, Co 5. 7%, Mo 8. 2%, W 2. 8%, V 0. 4%, Ta 4. 2%, Al 5. 6%, Ti 1. 7%, Nb 2. I %, B 0. 006 %, O. I ^ Cu ^ O. 4,0 < C ^ O. 08,0 < Si ^ O. 3,0 < Mn ^ O. 5,余量為Ni。實(shí)施例二一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr :28. 0%, Co 5. 3%, Mo 8. 6%, W 2. 4%, V 0. 6%, Ta 3. 8%, Al 6. 0%, Ti 1. 3%, Nb 2. 5%, B 0. 004%,O. I 彡 Cu 彡 O. 4，0 < C 彡 O. 08,0 < Si 彡 O. 3,0 < Mn 彡 O. 5，余量為Ni。實(shí)施例三一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr
26.5%, Co 5. 6%, Mo 8. 3%, W 2. 7%, V 0. 45%, Ta 4. 1%, Al 5. 7%, Ti 1. 6%, Nb 2. 2%, B 0. 0055%,0. I 彡 Cu 彡 0. 4，0 < C 彡 0. 08,0 < Si 彡 0· 3,0 < Mn 彡 O. 5，余量為Ni。
實(shí)施例四一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr :27. 5%, Co 5. 4%, Mo 8. 5%, W 2. 5%, V 0. 55%, Ta 3. 9%, Al 5. 9%, Ti 1. 4%, Nb 2. 4%, B 0. 0045%,0. I 彡 Cu 彡 0. 4，0 < C 彡 0. 08，0 < Si 彡 0. 3，0 < Mn 彡 0. 5，余量為Ni。實(shí)施例五
一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr :
27.0%, Co 5. 5%, Mo 8. 4%, W 2. 6%, V 0. 5%, Ta 4. 0%, Al 5. 8%, Ti 1. 5%, Nb
2.3 %，B :0. 005 %，O. I 彡 Cu 彡 O. 4，O < C 彡 O. 08，O < Si 彡 O. 3，O < Mn 彡 O. 5，余量為Ni。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫鎳基合金，其特征在于，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr 26. 0-28. 0 %, Co :5. 3-5. 7 %, Mo :8. 2-8. 6 %, W 2. 4-2. 8 %, V 0. 4-0. 6 %,Ta 3. 8-4. 2 %, Al 5. 6-6. 0 %, Ti 1. 3-1. 7 %, Nb 2. 1-2. 5 %, B 0. 004-0. 006 %,0. I ≤ Cu ≤ 0. 4，0 < C ≤ 0. 08，0 < Si ≤ 0. 3，0 < Mn ≤ 0. 5，余量為 Ni。
2.如權(quán)利要求I所述的一種耐高溫鎳基合金，其特征在于，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr 26. 5-27. 5%, Co :5. 4-5. 6%, Mo :8. 3-8. 5%, W 2. 5-2. 7%,V 0. 45-0. 55 %, Ta 3. 9-4. I %, Al 5. 7-5. 9 %，Ti :1.4-1.6 %, Nb 2. 2-2. 4 %, B 0. 0045-0. 0055 %,0. I ≤ Cu ≤ 0. 4，0 < C ≤ 0. 08，0 < Si ≤ 0. 3，0 < Mn ≤0. 5，余量為Ni。
3.如權(quán)利要求1-2所述的一種耐高溫鎳基合金，其特征在于，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr 27%, Co 5. 5%, Mo :8. 4%, W 2. 6%, V :0. 50%, Ta :4. 0%,Al 5. 8%,Ti 1. 5%,Nb 2. 3%,B :0. 005%,0. I ≤ Cu ≤ 0. 4,0 < C ≤0. 08,0 < Si ≤ 0. 3，·0 < Mn≤0. 5，余量為Ni。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成Cr26.0-28.0％，Co5.3-5.7％，Mo8.2-8.6％，W2.4-2.8％，V0.4-0.6％，Ta3.8-4.2％，Al5.6-6.0％，Ti1.3-1.7％，Nb2.1-2.5％，B0.004-0.006％，0.1≤Cu≤0.4，0＜C≤0.08，0＜Si≤0.3，0＜Mn≤0.5，余量為Ni。
文檔編號(hào)C22C19/05GK102808115SQ20121030590
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者葉綠均 申請(qǐng)人:葉綠均