技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明公開了一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，具體涉及一種具有較高硬度且具有較高耐熱性的合金材料。
背景技術(shù)：
：：合金，是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據(jù)組成元素的數(shù)目，可分為二元合金、三元合金和多元合金。合金的生成常會(huì)改善元素單質(zhì)的性質(zhì)，例如，鋼的強(qiáng)度大于其主要組成元素鐵。合金的物理性質(zhì)，例如密度、反應(yīng)性、楊氏模量、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性可能與合金的組成元素尚有類似之處，但是合金的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度卻通常與組成元素的性質(zhì)有很大不同。這是由于合金與單質(zhì)中的原子排列有很大差異。少量的某種元素可能會(huì)對(duì)合金的性質(zhì)造成很大的影響。例如，鐵磁性合金中的雜質(zhì)會(huì)使合金的性質(zhì)發(fā)生變化。耐熱合金合金又稱高溫合金，它對(duì)于在高溫條件下的工業(yè)部門和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
有著重大的意義。一般說，金屬材料的熔點(diǎn)越高，其可使用的溫度限度越高。這是因?yàn)殡S著溫度的升高，金屬材料的機(jī)械性能顯著下降，氧化腐蝕的趨勢(shì)相應(yīng)增大，因此，一般的金屬材料都只能在500℃～600℃下長期工作。能在高于700℃的高溫下工作的金屬通稱耐熱合金。"耐熱"是指其在高溫下能保持足夠強(qiáng)度和良好的抗氧化性。提高鋼鐵抗氧化性的途徑有兩條:一是在鋼中加入cr、si、al等合金元素，或者在鋼的表面進(jìn)行cr、si、al合金化處理。它們?cè)谘趸詺夥罩锌珊芸焐梢粚又旅艿难趸?，并牢固地附在鋼的表面，從而有效地阻止氧化的繼續(xù)進(jìn)行。二是用各種方法在鋼鐵表面形成高熔點(diǎn)的氧化物、碳化物、氮化物等耐高溫涂層。提高鋼鐵高溫強(qiáng)度的方法，從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的化學(xué)觀點(diǎn)看，大致有兩種主要方法:一是增加鋼中原子間在高溫下的結(jié)合力。研究指出，金屬中結(jié)合力，即金屬鍵強(qiáng)度大小，主要與原子中未成對(duì)的電子數(shù)有關(guān)。從周期表中看，ⅵb元素金屬鍵在同一周期內(nèi)最強(qiáng)。因此，在鋼中加入cr、mo、w等原子的效果最佳。二是加入能形成各種碳化物或金屬間化合物的元素，以使鋼基體強(qiáng)化。由若干過渡金屬與碳原子生成的碳化物屬于間隙化合物，它們?cè)诮饘冁I的基礎(chǔ)上，又增加了共價(jià)鍵的成分，因此硬度極大，熔點(diǎn)很高。例如，加入w、mo、v、nb可生成wc、w2c、moc、mo2c、vc、nbc等碳化物，從而增加了鋼鐵的高溫強(qiáng)度。利用合金方法，除鐵基耐熱合金外，還可制得鎳基、鉬基、鈮基和鎢基耐熱合金，它們?cè)诟邷叵戮哂辛己玫臋C(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。其中鎳基合金是最優(yōu)的超耐熱金屬材料，組織中基體是ni-cr-co的固溶體和ni3al金屬化合物，但是成本高，降低經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明所解決的技術(shù)問題：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的合金材料，其材料原料成本低，制備工藝簡單，成品合金具有較高水平的耐熱性，其使用溫度可達(dá)1000℃-1100℃，同時(shí)硬度較高，能夠滿足機(jī)械加工需求，具有良好的市場(chǎng)推廣市場(chǎng)和較高的市場(chǎng)效益。本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.02-0.05重量份數(shù)的鈣、0.3-1.1重量份數(shù)的鋁、1.7-2.5重量份數(shù)的錫，0.02-0.08重量份數(shù)的鈦、2.2-2.5重量份數(shù)的錳、1.1-1.5重量份數(shù)的鎳及50-55重量份數(shù)的鐵。優(yōu)選的，包括0.02-0.04重量份數(shù)的鈣、0.7-1.1重量份數(shù)的鋁、1.9-2.5重量份數(shù)的錫，0.04-0.07重量份數(shù)的鈦、2.2-2.4重量份數(shù)的錳、1.1-1.3重量份數(shù)的鎳及50-55重量份數(shù)的鐵。優(yōu)選的，包括0.03-0.05重量份數(shù)的鈣、0.3-0.9重量份數(shù)的鋁、1.7-2.0重量份數(shù)的錫，0.05-0.08重量份數(shù)的鈦、2.3-2.5重量份數(shù)的錳、1.4-1.5重量份數(shù)的鎳及50-55重量份數(shù)的鐵。優(yōu)選的，包括0.04-0.05重量份數(shù)的鈣、0.5-0.9重量份數(shù)的鋁、1.9-2.0重量份數(shù)的錫，0.07-0.08重量份數(shù)的鈦、2.4-2.5重量份數(shù)的錳、1.4-1.5重量份數(shù)的鎳及52重量份數(shù)的鐵。優(yōu)選的，包括0.05重量份數(shù)的鈣、0.8-0.9重量份數(shù)的鋁、1.9重量份數(shù)的錫，0.08重量份數(shù)的鈦、2.4重量份數(shù)的錳、1.5重量份數(shù)的鎳及53重量份數(shù)的鐵。更優(yōu)選的，合金還含有0.07-0.09重量份數(shù)的鉛。更優(yōu)選的，合金還含有0.8-1.0重量份數(shù)的鋇。本發(fā)明合金采用氬弧爐熔煉法，將各組分混合后利用氬弧爐直接煉制非晶制品。鉛是柔軟和延展性強(qiáng)的弱金屬，有毒，也是重金屬。鉛原本的顏色為青白色，在空氣中表面很快被一層暗灰色的氧化物覆蓋?？捎糜诮ㄖ?、鉛酸充電池、彈頭、炮彈、焊接物料、釣魚用具、漁業(yè)用具、防輻射物料、獎(jiǎng)杯和部份合金，例如電子焊接用的鉛錫合金。鉛是一種金屬元素，可用作耐硫酸腐蝕、防丙種射線、蓄電池等的材料。其合金可作鉛字、軸承、電纜包皮等之用，還可做體育運(yùn)動(dòng)器材鉛球。但是本發(fā)明合金材料中，添加鉛組分，通過與其他組分的配合，合金材料具有較高的強(qiáng)度，并且具有較高的耐熱性，這是具有突出的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步的發(fā)明。鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米(20℃)，高于鋁而低于鐵、銅、鎳。但比強(qiáng)度位于金屬之首。熔點(diǎn)1668±4℃，熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子，沸點(diǎn)3260±20℃，汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子，臨界溫度4350℃，臨界壓力1130大氣壓。鈦的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性能較差，近似或略低于不銹鋼，鈦具有超導(dǎo)性，純鈦的超導(dǎo)臨界溫度為0.38-0.4k。在25℃時(shí)，鈦的熱容為0.126卡/克原子·度，熱焓1149卡/克原子，熵為7.33卡/克原子·度，金屬鈦是順磁性物質(zhì)，導(dǎo)磁率為1.00004。鈦具有可塑性，高純鈦的延伸率可達(dá)50-60％，斷面收縮率可達(dá)70-80％，但強(qiáng)度低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。鈦中雜質(zhì)的存在，對(duì)其機(jī)械性能影響極大，特別是間隙雜質(zhì)(氧、氮、碳)可大大提高鈦的強(qiáng)度，顯著降低其塑性。鈦?zhàn)鳛榻Y(jié)構(gòu)材料所具有的良好機(jī)械性能，就是通過嚴(yán)格控制其中適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)含量和添加合金元素而達(dá)到的。但是被發(fā)明通過合金成分的合理組合，有力的提高合金的機(jī)械性能。鎳具有有良好延展性，具有中等硬度，具有磁性和良好的可塑性、有好的耐腐蝕性，鎳近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，它能夠高度磨光和抗腐蝕。溶于硝酸后，呈綠色。主要用于合金(如鎳鋼和鎳銀)及用作催化劑(如蘭尼鎳，尤指用作氫化的催化劑)，本發(fā)明向新型合金材料中添加金屬鎳，沒有降低合金的金屬強(qiáng)度，成品合金具有較高的金屬強(qiáng)度，并且具有較高的耐熱性。本發(fā)明的有益效果：1.本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的合金材料，其材料原料成本低，制備工藝簡單，成品合金具有較高水平的耐熱性，其使用溫度可達(dá)1000℃-1100℃，同時(shí)硬度較高，能夠滿足機(jī)械加工需求，具有良好的市場(chǎng)推廣市場(chǎng)和較高的市場(chǎng)效益。2.本發(fā)明創(chuàng)新性的將合金材料中添加金屬鉛，通過與其他組分的配合，合金材料具有較高的強(qiáng)度，并且具有較高的耐熱性，這是具有突出的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步的發(fā)明。3.鈦?zhàn)鳛榻Y(jié)構(gòu)材料所具有的良好機(jī)械性能，就是通過嚴(yán)格控制其中適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)含量和添加合金元素而達(dá)到的。但是被發(fā)明通過合金成分的合理組合，有力的提高合金的機(jī)械性能。4.鎳具有有良好延展性，具有中等硬度，本發(fā)明向新型合金材料中添加金屬鎳，沒有降低合金的金屬強(qiáng)度，成品合金具有較高的金屬強(qiáng)度，并且具有較高的耐熱性。具體實(shí)施方式：下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)的說明，本實(shí)施例在以發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方案，通常按照常規(guī)條件或者制造商所建議的條件實(shí)施。實(shí)施例一一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.02重量份數(shù)的鈣、0.3重量份數(shù)的鋁、1.7重量份數(shù)的錫，0.02重量份數(shù)的鈦、2.2重量份數(shù)的錳、1.1重量份數(shù)的鎳及50重量份數(shù)的鐵。實(shí)施例二一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.05重量份數(shù)的鈣、1.1重量份數(shù)的鋁、2.5重量份數(shù)的錫，0.08重量份數(shù)的鈦、2.5重量份數(shù)的錳、1.5重量份數(shù)的鎳及55重量份數(shù)的鐵。實(shí)施例三一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.02重量份數(shù)的鈣、0.3重量份數(shù)的鋁、1.7重量份數(shù)的錫，0.02重量份數(shù)的鈦、2.2重量份數(shù)的錳、1.1重量份數(shù)的鎳及50重量份數(shù)的鐵、0.07重量份數(shù)的鉛、1.0重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例四一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.05重量份數(shù)的鈣、1.1重量份數(shù)的鋁、2.5重量份數(shù)的錫，0.08重量份數(shù)的鈦、2.5重量份數(shù)的錳、1.5重量份數(shù)的鎳及55重量份數(shù)的鐵、0.09重量份數(shù)的鉛、0.8重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例五一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.02重量份數(shù)的鈣、0.7重量份數(shù)的鋁、1.9重量份數(shù)的錫，0.04重量份數(shù)的鈦、2.2重量份數(shù)的錳、1.1重量份數(shù)的鎳及50重量份數(shù)的鐵、0.07重量份數(shù)的鉛、0.8重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例六一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.04重量份數(shù)的鈣、1.1重量份數(shù)的鋁、2.5重量份數(shù)的錫，0.07重量份數(shù)的鈦、2.4重量份數(shù)的錳、1.3重量份數(shù)的鎳及55重量份數(shù)的鐵、0.09重量份數(shù)的鉛、1.0重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例七一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.03重量份數(shù)的鈣、0.3重量份數(shù)的鋁、1.7重量份數(shù)的錫，0.05重量份數(shù)的鈦、2.3重量份數(shù)的錳、1.4重量份數(shù)的鎳及50重量份數(shù)的鐵、0.07重量份數(shù)的鉛、0.8重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例八一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.05重量份數(shù)的鈣、0.9重量份數(shù)的鋁、2.0重量份數(shù)的錫，0.08重量份數(shù)的鈦、2.5重量份數(shù)的錳、1.5重量份數(shù)的鎳及55重量份數(shù)的鐵、0.09重量份數(shù)的鉛、1.0重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例十一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.04重量份數(shù)的鈣、0.5重量份數(shù)的鋁、1.9重量份數(shù)的錫，0.07重量份數(shù)的鈦、2.4重量份數(shù)的錳、1.4重量份數(shù)的鎳及52重量份數(shù)的鐵、0.07重量份數(shù)的鉛、0.8重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例十一一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.05重量份數(shù)的鈣、0.9重量份數(shù)的鋁、2.0重量份數(shù)的錫，0.08重量份數(shù)的鈦、2.5重量份數(shù)的錳、1.5重量份數(shù)的鎳及52重量份數(shù)的鐵、0.09重量份數(shù)的鉛、1.0重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例十二一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.05重量份數(shù)的鈣、0.8重量份數(shù)的鋁、1.9重量份數(shù)的錫，0.08重量份數(shù)的鈦、2.4重量份數(shù)的錳、1.5重量份數(shù)的鎳及53重量份數(shù)的鐵、0.07重量份數(shù)的鉛、0.8重量份數(shù)的鋇。實(shí)施例十三一種新型高強(qiáng)度耐熱合金材料，包括0.05重量份數(shù)的鈣、0.9重量份數(shù)的鋁、1.9重量份數(shù)的錫，0.08重量份數(shù)的鈦、2.4重量份數(shù)的錳、1.5重量份數(shù)的鎳及53重量份數(shù)的鐵、0.09重量份數(shù)的鉛、1.0重量份數(shù)的鋇。上述實(shí)施例的合金采用氬弧爐熔煉法，將各組分混合后利用氬弧爐直接煉制非晶制品。表一：實(shí)施例合金材料熔點(diǎn)及強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果熔點(diǎn)(℃)抗拉強(qiáng)度(mpa)實(shí)施例一10031369實(shí)施例二10361258實(shí)施例三10551055實(shí)施例四10991036實(shí)施例五10081148實(shí)施例六10571476實(shí)施例七10391265實(shí)施例八10141289實(shí)施例九10021033實(shí)施例十10691143實(shí)施例十一10071362實(shí)施例十二10821501實(shí)施例十三10981675以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁12