本發明涉及合金材料，尤其涉及一種抗氧化高溫合金材料、其制備方法及其應用。
背景技術：
：在航空
技術領域：
，航空發動機的熱部件中，葉片材料的使用條件最為苛刻。首先是高溫：航空噴氣發動機從壓氣機到尾噴管，各零部件在一定溫度下工作，有些零件要在800℃以上的條件下長期工作。其次是高應力：一些高溫部件，由于震動、氣流的沖刷，特別是旋轉造成的離心作用，將承受較大的應力。如渦輪葉片的應力可達300～400Mpa。再次是氧化和腐蝕等化學作用：燃氣中存在大量的氧、水氣，并存在SO2、H2S等腐蝕性氣體，都對高溫零件起氧化和腐蝕作用。現有的合金材料，在高溫下具有較好的力學性能，比如申請號為201210157236.7、
專利名稱：為“一種高強抗熱腐蝕鎳基單晶高溫合金”的中國專利申請；又比如申請號為201510894737.7、
專利名稱：為“一種鎳基高溫合金粉”的中國專利申請，但是其適用溫度僅為650℃，在更高的溫度下其力學性能較差，而且，在較高溫度下，對于化學腐蝕的耐受性較差。技術實現要素：本發明的目的之一，就在于提供一種抗氧化高溫合金材料，以解決上述問題。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：一種抗氧化高溫合金材料，其化學組成，按重量百分比計為：C≤0.02；Cr14.5～16.5；Mo15.0～17.0；W3.0～4.5；Fe4.0～7.0；V≤0.35；Co≤2.5余量為Ni。本發明所述高溫合金，是抗潮濕氯氣、亞氯酸鹽、二氧化氯溶液腐蝕較好的幾個合金之一，它也能抵抗強氧化鹽類溶液(如氯化鐵、氯化銅)的化學腐蝕，此外，本發明的合金還有較好的抗斑點腐蝕和應力腐蝕的能力，抗氧化溫度可達1040℃。作為優選的技術方案：所述材料中，所含的雜質，按質量百分比計：P≤0.03％S≤0.03％Mn≤1.0％Si≤0.05％。本發明的目的之二，在于提供一種上述高溫合金材料的制備方法，采用的技術方案為：(1)按組分比例稱量原料，然后進行熔煉，熔煉溫度1540～1580℃，溶液澆注成自耗電極；(2)將步驟(1)所得的自耗電極進行重熔精煉，重熔成電渣錠；(3)將步驟(2)所得的電渣錠加熱至1200～1220℃，保溫20～30小時，然后降溫至1130～1150℃，保溫2～3h，用壓機鍛造制成所需棒材或型材；(4)將步驟(3)棒材采用探傷設備檢查棒材或型材芯部及表面缺陷，清除無缺陷棒材或型材徹底表面的油污或石墨，然后加熱至1150℃保溫2小時后，水冷至室溫，即得。作為優選的技術方案：步驟(1)中，熔煉時在真空感應爐中進行。作為優選的技術方案：步驟(2)在可控氣氛電渣爐中進行。作為優選的技術方案：步驟(3)中所述壓機為液壓力快鍛機。作為優選的技術方案：步驟(3)中所述鍛造時采用多火次，小變形量的方式鍛造成材。本發明目的之三，在于提供一種上述材料的應用，采用的技術方案為：將所述合金材料用于制作發動機關鍵部件。所述的關鍵部件是指壓氣機、整體葉盤、渦輪盤、渦輪葉片等部件。與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明的合金材料具有優異的耐高溫性能、抗氧化耐腐蝕性能及力學性能，室溫(25℃)的抗拉強度σb≥820N/mm2，屈服強度σ0.2≥440N/mm2，伸長率δ5≥60％；高溫持久性能：應力200Mpa、溫度760℃，持久斷裂時間≥100h，伸長率δ5≥45％；本發明的性能，尤其顯著的抗氧化及抗氯離子腐蝕性能優于現有普通高溫合金材料，能夠滿足高溫等復雜工作環境的使用要求，用于飛機的高溫易氧化部件，具有重要的意義，值得大規模推廣和應用。具體實施方式下面將結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1-5：采用不同含量的元素，制得合金材料，一共采用了5種不同的配方，各元素的組成見表1，表1中余量為Ni總計為100％，表1中，均為質量百分含量值。表1實施例1-5中各種元素的組成CCrMoWFeVCo實施例10.02014.5015.003.004.000.352.50實施例20.01514.9015.603.105.200.312.10實施例30.01115.3016.003.605.900.201.50實施例40.00916.0016.704.106.600.151.00實施例50.00316.5017.004.507.000.090.50(1)按組分比例稱量原料，然后進行熔煉，熔煉溫度1540～1580℃，溶液澆注成自耗電極；(2)將步驟(1)所得的自耗電極進行重熔精煉，重熔成電渣錠；(3)將步驟(2)所得的電渣錠加熱至1200～1220℃，保溫20～30小時，然后降溫至1130～1150℃，保溫2～3h，用壓機鍛造制成所需棒材或型材；(4)將步驟(3)棒材采用探傷設備檢查棒材或型材芯部及表面缺陷，清除無缺陷棒材或型材徹底表面的油污或石墨，然后加熱至1150℃保溫2小時后，水冷至室溫，即得。實施例6:材料性能測試:在成品鋼棒上取樣檢驗力學性能，進行對應的力學性能試驗；將實施例1-5所制得的成品鋼棒進行性能測試，經室溫拉伸試驗，結果表明其力學性能完全達到設計要求，試驗結果如下：表2室溫拉伸：參數σbσ0.2δ5單位N/mm2N/mm2％實施例1結果82144360實施例2結果85345061實施例3結果86245965實施例4結果89646168實施例5結果86145362表3高溫持久性能(應力200Mpa、溫度760℃)：參數持久斷裂時間δ5單位h％實施例1結果10145實施例2結果10547實施例3結果11649實施例4結果11953實施例5結果10947實施例7:本發明的合金材料抗氧化及抗氯離子腐蝕性能實驗:將實施例1-5所制得的成品鋼棒進行抗氧化及抗氯離子腐蝕性能實驗，其結果見表4，表4中數值為“平均腐蝕率”，其單位為mg/cm2.h。表4：100℃、5％鹽酸氯化鎂應力腐蝕50℃、三氯化鐵100℃、50％硫酸實施例12.320.0993.110.83實施例22.270.0932.950.79實施例32.030.0782.230.68實施例41.510.0511.560.51實施例51.360.0501.360.43以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3