專利名稱：一種耐高溫鎳基合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及合金金屬領域，特別涉及一種耐高溫鎳基合金。
背景技術：
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力作用下長期工作的一類金屬材料。半個世紀以來，航空發動機渦輪前溫度從40年代的730°C提高到1677°C。使用溫度的提高對航空發動機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越，用途最為廣泛航空發動機材料。當前該合金使用溫度的上限溫度達到了1200°C左右，已接近于合金的熔點，但仍是目前先進發動機中承受溫度最高，應力載荷最大的關鍵部件的首選材料。鎳基高溫合金具有優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熱性、較高的組織穩定性，可以固溶更多的元素而不產生有害相；鎳基高溫合金與鈷基合金相比，具有比重輕、價格低、強度高和抗氧化性好的特點。此夕卜，鎳基高溫合金還具有優良的可鑄性與高溫持久性能。決定鎳基高溫合金優異性能的是其沉淀析出的面心立方金屬間化合物Y '相(Ni3Al)強化。有些合金如In718還有序體心四方、"(Ni3Nb)強化。一般的鈷基高溫合金由于缺乏相的強化作用，僅靠固溶強化和碳化物強化，因此一般難以達到鎳基高溫合金的強度水平。鎳基高溫合金通過適當調節合金成分，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，在航空發動機很多部件上應用具有特殊的意義。國內用于航空發動機的鎳基高溫合金盡管已開發了很多，例如K403、K405、K441和K417G等合金，這些合金最大的缺點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用。金屬間化合物雖然具有比重低和強度高的特點，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。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種有較高熔點能夠長時間耐受1350°C以上高溫的，且同時具有較好抗拉強度和屈服強度的鎳基合金。為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。優選，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。最優選，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。本發明提供的合金中含有較高的Co、W、Mo、Ta等強化元素，使合金具有較好的高溫持久性能和較高的高溫強度。
本發明加入適量的B和V可形成適量的彌散分布的碳化物，同時B可強化晶界，從而進一步提聞鎮基合金的聞溫性能。本發明通過使合金中含有較高的Al含量和適當的Ti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度。本發明加入適當的Nb，可以抑制偏析，提高組織穩定性。本發明具有如下有益效果I)如上所述，調整了合金的成分組成，在大量實驗的基礎上，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到協同技術效果，特別是Co、W、Mo、Ta等提高高溫性能的合金元素，其技術效果相互協同，使得合金的熔點可以超過1470°C，使得產品的耐高溫、耐氧化性能明顯得到了提高，可以長時間的工作在1350°C -1400°C的高溫下。2)除耐高溫外，合金元素配比的調整使得強度、韌性以及耐腐蝕性能等綜合性能明顯改善。
具體實施例方式實施例一一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。實施例二一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。實施例三一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。
實施例四一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。實施例五
一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產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，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
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數計由下列組分組成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數計由下列組分組成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數計由下列組分組成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
本發明公開了一種耐高溫鎳基合金，所述鎳基合金以重量百分數計由下列組分組成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C22C19/05GK102808115SQ20121030590
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者葉綠均 申請人:葉綠均