一种镍基合金、其制备方法与制造物品与流程

本发明涉及镍基合金
技术领域：
，尤其涉及一种镍基合金、其制备方法与制造物品。
背景技术：
：高温合金是为高温环境服役(650℃以上)而发展的一类合金，通常以fe、co或ni元素为基体，含有大量主合金元素cr、al、ti、ta、nb、mo、w或re等以及微量元素c、b、zr或hf等，主要应用在燃气涡轮发动机(包括航空涡轮发动机和地面燃气涡轮发动机)、火箭推进器和核反应堆等的热端部件。相比铁基(铁镍基)高温合金和钴基高温合金，镍基高温合金本身具有较良好的抗氧化性，并且具有兼顾强度和韧性的面心立方晶体结构以及更高的相稳定性等，因此在发动机热端部件上的应用更为广泛。从微观组织上看，镍基高温合金主要由连续的γ基体相和离散的γ′沉淀相构成；γ相和γ′相均为面心立方结构，相界面完全共格，但晶格常数存在微小的差异，存在晶格错配度。合金元素cr、mo、w和re等主要偏析在γ相，起到固溶强化的作用；al、ti、nb和ta主要参与形成ni3(al,ti,nb,ta)相，即γ′相，起到明显的沉淀强化作用；当含有微量c或b元素时，合金中还会形成少量碳化物或硼化物，起到一定的沉淀强化作用。当成分设计不合理时，合金在高温长时服役条件下容易析出富含cr、mo、w或re元素的拓扑密排相(tcp相)，例如σ相、μ相和p相等；tcp相本身较脆，并且抽取了大量固溶强化元素，因此会大幅度降低合金的高温强度。因此，在合金设计时应当避免tcp相的出现。高温合金的发展与涡轮发动机的发展密不可分。涡轮发动机属于热机的一种，提高燃气的温度有利于增加涡轮发动机的整体性能，例如增加燃烧效率，从而增加推重比，减少二氧化碳的排放量。因此先进涡轮发动机的发展要求不断提高燃烧室、高压导向叶片和高压涡轮叶片等热端部件的服役温度，促进了高温合金的不断发展。涡轮叶片在服役时受燃气的推动而围绕涡轮轴高速旋转，由于自身重量的原因将在叶片上产生显著的离心应力，因此首先要求叶片材料在高温下能够长时间承受应力的作用，即具有良好的高温抗蠕变性能；其次，燃气中残留氧气的存在要求叶片材料具有良好的高温抗氧化性；长时间的高温作用要求叶片材料具有良好的组织稳定性，即不会析出降低高温强度的脆性tcp相。此外，叶片材料重要的物理和力学性能还包括密度、抗热腐蚀性能、抗疲劳性能等。从微观结构上看，通过变形或传统铸造方式制造的高温合金由不同晶体取向的晶粒构成，晶粒之间存在晶界。相比晶粒内部，晶界实际上属于一种晶体面缺陷，其原子的错排非常严重，具有较高密度的空位和位错。在高温热激活的作用下，晶界容易发生明显的软化，其结合强度显著低于晶粒内部。因此在高温下受到载荷时，垂直于载荷方向的晶界(横向晶界)更容易成为裂纹起源或裂纹扩展通道，导致材料的高温强度显著降低。通过定向凝固工艺消除横向晶界后，镍基高温合金的高温强度可以得到显著提高，由此发展出了定向凝固高温合金。进一步通过单晶工艺完全消除晶界后，又发展出了单晶高温合金。由于不存在晶界，单晶高温合金大幅度减少了晶界强化元素c、b、zr和hf等的加入。限制这些元素的含量后，合金的熔点得到了大幅度提高，因而可以采用更高温度的固溶热处理完全消除凝固时形成的铸态组织，得到细小均匀的沉淀相分布，从而再次提高合金的高温强度。然而，随着难熔元素，特别是w和re含量的增加，镍基合金铸态组织中易形成显著的微观偏析——w和re等难熔元素聚集在枝晶干，而al，ti和ta等元素聚集在枝晶间，导致枝晶间形成大量的低熔点共晶相，严重影响固溶处理的进行。未消除的元素偏析导致了镍基合金成分和组织的不均匀，将降低合金在长时服役条件下的组织稳定性和力学性能。为了提高镍基合金的固溶处理程度，通常采用更高的固溶处理时间和更高的固溶处理温度，在共晶相不发生熔化的条件下，使难熔元素充分地发生扩散，从而消除铸造组织中的微观偏析。例如含re量3.0wt％，含w量6.4wt％的cmsx-4合金，铸态组织中共晶相体积分数达到12.4％，其固溶处理温度高达1324℃，总固溶处理时间长达16h；而含re量为6wt％，含w量为5wt％的cmsx-10合金，铸态组织中共晶相体积分数达25.6％，其固溶处理温度高达1365℃，总固溶处理时间长达45h。尽管这种高温热处理能够有效的消除镍基合金中的微观偏析，但复杂且极高温的热处理制度不但严重影响合金的制造工艺进度，而且对热处理设备提出了严峻的考验。技术实现要素：本发明解决的技术问题在于提供一种镍基合金，本申请提供的镍基合金具有较低的微观偏析程度和较低的共晶相分数，以保证合金组织稳定性和力学性能的发挥。有鉴于此，本申请提供了一种镍基合金，由以下元素组成：5.25wt％～6.25wt％的铝；5.0wt％～7.0wt％的铬；5.5wt％～7.0wt％的钴；1.0wt％～2.2wt％的钼；3.5wt％～8.5wt％的钨；0.5wt％～1.5wt％的钛；5.5wt％～8.0wt％的钽；1.0wt％～6.0wt％的铼；0.0wt％～0.25wt％的铪；0.0wt％～0.1wt％的碳；0.0wt％～0.01wt％的硼；余量的镍。优选的，所述铝的含量为5.6wt％～5.9wt％。优选的，所述铬的含量为5.8wt％～6.2wt％。优选的，所述钴的含量为6.2wt％～6.6wt％。优选的，所述钼的含量为1.5wt％～1.7wt％。优选的，所述钨的含量为5.5wt.％～7.5wt％。优选的，所述钨的含量为6.3wt％～6.7wt％。优选的，所述钛的含量为0.5wt％～1.1wt％。优选的，所述钽的含量为6.0wt％～7.6wt％。优选的，所述铼的含量为1.0～3.0wt％。优选的，所述铼的含量为1.4wt％～1.6wt％。优选的，所述铼的含量为3.0wt％～6.0wt％。优选的，所述铪的含量为0.08wt％～0.12wt％。优选的，所述碳的含量为0.0wt％～0.04wt％，所述硼的含量为0.0wt％～0.004wt％。优选的，由以下元素组成：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，6.5wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，1.5wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。优选的，由以下元素组成：5.78wt％的铝，6.0wt％的铬，6.4wt％的钴，1.6wt％的钼，6.5wt％的钨，1.0wt％的钛，6.2wt％的钽，1.5wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。优选的，由以下元素组成：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，5.0wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，3.0wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。优选的，由以下元素组成：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，3.0wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，5.0wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。本申请还提供了所述的镍基合金的制备方法，包括以下步骤：a)按照成分配比制备镍基母合金铸锭；b)将所述镍基母合金铸锭重熔，再制备镍基合金铸件；c)将所述镍基合金铸件进行热处理，得到镍基合金。优选的，所述镍基合金铸件包括使用熔模铸造法制备的等轴晶铸件、基于布里奇曼法定向凝固制备的柱状晶铸件或基于布里奇曼法定向凝固制备的单晶铸件。优选的，所述热处理具体包括依次进行的固溶处理、高温时效处理和低温时效处理；所述固溶处理具体为：将所述镍基合金铸件于1260～1300℃保温2～4h，再于1280～1320℃保温2h～4h，然后于1310～1350℃保温6～12h，最后气淬；所述高温时效处理具体为：将固溶处理后的镍基合金铸件于1060～1120℃保温2～8h，然后气淬；所述低温时效处理具体为：将高温时效处理后的镍基合金铸件于850～920℃保温10～30h，然后气淬。本申请还提供了一种应用于燃气涡轮发动机的制造物品，由上述方案所述的镍基合金制备而成。优选的，所述制造物品为燃气涡轮发动机涡轮叶片。本申请提供了一种镍基合金，其由以下元素组成：5.25wt％～6.25wt％的铝；5.0wt％～7.0wt％的铬；5.5wt％～7.0wt％的钴；1.0wt％～2.2wt％的钼；3.5wt％～8.5wt％的钨；0.5wt％～1.5wt％的钛；5.5wt％～8.0wt％的钽；1.0wt％～6.0wt％的铼；0.0wt％～0.25wt％的铪；0.0wt％～0.1wt％的碳；0.0wt％～0.01wt％的硼；余量的镍。本申请通过调整mo、w、ta和re等难熔元素的含量，显著降低了合金偏析，并使铸态合金组织中共晶相的体积分数低于3.5％，使合金更容易进行固溶处理，从而保证了合金的组织稳定性和力学性能。附图说明图1为本发明提供的镍基合金的制备流程图；图2为本发明实施例与现有技术中镍基合金的铸造组织对比图；图3为本发明实施例与现有技术中镍基合金的平均电子空位数nv对比柱形图；图4为本发明实施例与现有技术中镍基合金的平均d轨道能级md对比柱形图；图5为本发明实施例与现有技术中镍基合金的热力学参数与结构参数对比柱形图。具体实施方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。针对现有技术中镍基合金微观偏析的问题，本发明提供了一种镍基合金，该种镍基合金通过平衡难熔合金元素的含量发展了一种具有较低的微观偏析程度和较低的共晶相分数的镍基合金，由此保证了该合金的组织稳定性和力学性能。具体的，本申请所述镍基合金，由以下元素组成：5.25wt％～6.25wt％的铝；5.0wt％～7.0wt％的铬；5.5wt％～7.0wt％的钴；1.0wt％～2.2wt％的钼；3.5wt％～8.5wt％的钨；0.5wt％～1.5wt％的钛；5.5wt％～8.0wt％的钽；1.0wt％～6.0wt％的铼；0.0wt％～0.25wt％的铪；0.0wt％～0.1wt％的碳；0.0wt％～0.01wt％的硼；余量的镍。在本申请的镍基合金中，铝(al)是形成γ′相的主要元素，为合金带来显著的沉淀强化效果。此外，al元素在高温下容易在合金表面生成致密的al2o3薄膜，阻碍氧元素向合金内部的扩散，从而能提高合金的抗氧化性。本申请所述的铝含量为5.25wt％～6.5wt％，该含量范围内的铝可促使合金中析出大约55～70％体积分数的γ′-ni3al沉淀相，同时保证高温下合金表面生成al2o3膜的连续性。在某些具体实施例中，所述铝的含量为5.4wt％～6.2wt％；在某些具体实施例中，所述铝的含量为5.6wt％～5.9wt％。铬(cr)主要偏析在γ基体相中，起少量的固溶强化作用；cr本身具有较高的抗氧化性和抗热腐蚀性能，其存在亦可促进高温下al2o3膜的形成，提高合金的抗氧化性；但过高的cr含量导致合金中容易析出tcp相，且限制了强固溶强化元素re、w和mo等的加入，不利于合金的高温强度。经调整，本申请所述铬的含量为5.0wt％～7.0wt％；在某些具体实施例中，所述铬的含量为5.5wt％～6.8wt％；在某些具体实施例中，所述铬的含量为5.8wt％～6.2wt％。钴(co)在镍中可以形成连续的置换固溶体，降低γ基体相的层错能，并一定程度上提高合金的固相线温度和γ′相的溶解温度；但co相对ni的资源较少，且价格较高，过量的co也容易导致tcp相的形成。经调整，本申请所述钴的含量为5.5wt％～7.0wt％；在某些具体实施例中，所述钴的含量6.0wt％～6.8wt％；在某些具体实施例中，所述钴的含量为6.2wt％～6.6wt％。钼(mo)主要偏析在γ基体相中，起显著的固溶强化作用，提高合金的高温强度。此外，mo相对w的密度较低，可缓解难熔元素加入对合金密度的不利影响。但mo本身抗氧化性能和抗热腐蚀性均较差，并且过高的mo含量容易促进tcp相的析出。本申请经过研究认为：mo的适当加入可以降低合金的偏析程度，使合金更容易均匀化。经调整，本申请所述钼的含量为1.0wt％～2.2wt％；在某些具体实施例中，所述钼的含量为1.2wt％～2.1wt％；在某些具体实施例中，所述钼的含量为1.5wt％～1.7wt％。钨(w)主要偏析在γ基体相中，但w相对mo具有更低的扩散速率，能有效地减小γ′相的粗化速率，增加蠕变寿命。除了re元素外，w是最主要的固溶强化元素，可部分替代re的强化作用，但过高的w同样会造成合金容易析出tcp相。经调整，本申请所述钨的含量为3.5wt％～8.5wt％；在某些具体实施例中，所述钨的含量为5.5wt％～7.5wt％；在某些具体实施例中，所述钨的含量为6.3wt％～6.7wt％。钛(ti)主要偏析在γ′相中，能替代al的位置形成更多的γ′相，起到沉淀强化作用。ti相对al可以更有效地提高γ′相的固溶温度以及γ′相的晶格常数，并且通过增加γ′相的反相畴界能而提供额外的强化效果。但是，过量的ti对合金的铸造性能不利，并且造成cr和mo在γ相中的偏析程度增加，从而增加合金析出tcp相的风险。经调整，本申请所述钛的含量为0.5wt％～1.5wt％；在某些具体实施例中，所述钛的含量为0.5wt％～1.1wt％。钽(ta)在高温合金中的作用与ti相似，主要偏析在γ′相中，增加γ′相的体积分数，但相对ti元素具有更高的高温强化效果，能明显提高合金的γ′相的固溶温度、固相线温度、拉伸强度和蠕变抗性。然而，相对其它合金元素，ta本身是一种比较贵的金属，且密度较高，过高的ta造成合金密度和成本的大幅增加。经调整，本申请所述钽的含量为5.5wt％～8.0wt％；在某些具体实施例中，所述钽的含量为6.0wt％～7.6wt％。铼(re)是高温合金中对高温强度提升能力最强的元素，主要偏析在γ基体相中，显著地阻碍位错在基体相中的运动，同时提高合金的固相线温度。但re元素是一种极其昂贵的稀有金属，每1wt％re元素的加入会导致合金的制造成本约翻倍增长。经调整，本申请所述的铼含量为1.0wt％～6.0wt％；在具体实施方案中，所述铼的含量优选为1.0wt％～3.0wt％；更进一步地，在某些具体实施例中，所述铼的含量优选为1.4wt％～1.6wt％。另外，在某些具体实施例中，所述铼的含量为3.0wt％～6.0wt％。铪(hf)在高温合金中以微量元素的形式存在。微量的hf可以有效地吸附合金中的有害杂质元素s，从而增加合金的强度和韧性，同时还可以增加涂层的粘附性，从而提高合金的环境抗性。但是，hf能显著地降低合金的熔点，降低合金的热处理窗口。经调整，本申请所述的铪含量为0.0wt％～0.25wt％；在某些具体实施例中，所述铪的含量为0.05wt％～0.20wt％；在某些具体实施例中，所述铪的含量为0.08wt％～0.12wt％。碳(c)、硼(b)元素在高温合金中同样以微量元素的形式存在。它们倾向于偏析在合金的亚晶界处，并与ti、ta、mo、w等合金元素形成碳化物或硼化物，强化亚晶界，从而降低合金的亚晶界开裂倾向；但c和b能显著降低合金的熔点。经调整，本申请所述碳的含量为0.0wt％～0.1wt％；硼含量为0.0wt％～0.01wt％。在某些具体实施例中，所述碳的含量为0.0wt％～0.04wt％；所述硼的含量为0.0wt％～0.004wt％。在某些具体实施例中，所述镍基合金由以下元素组成：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，6.5wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，1.5wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。在某些具体实施例中，所述镍基合金由以下元素组成：5.78wt％的铝，6.0wt％的铬，6.4wt％的钴，1.6wt％的钼，6.5wt％的钨，1.0wt％的钛，6.2wt％的钽，1.5wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。在某些具体实施例中，所述镍基合金由以下元素组成：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，5.0wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，3.0wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。在某些具体实施例中，所述镍基合金由以下元素组成：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，3.0wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，5.0wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。本申请还提供了镍基合金的制备方法，包括以下步骤：a)按照上述镍基合金的成分配比制备镍基母合金铸锭；b)将所述镍基母合金铸锭重熔，再制备镍基合金铸件；c)将所述镍基合金铸件进行热处理，得到镍基合金。上述镍基合金的制备方法中，镍基母合金铸锭中的具体组成上述已进行了详细说明，此处不进行赘述。在上述制备镍基合金的过程中，所述制备镍基母合金铸锭的方法按照本领域技术人员熟知的方法进行，示例的，本申请按照成分配比将原料放入真空熔炼炉中熔炼，以得到镍基母合金铸锭。按照本发明，然后将镍基母合金铸锭进行重熔，所述重熔按照本领域熟知的方式进行即可，示例的，本申请在真空设备中进行镍基母合金铸锭的重熔；再制备镍基合金铸件，所述镍基合金铸件可根据需要通过定向凝固法制备成柱状晶铸件，也可通过螺旋选晶法或籽晶法制备成单晶铸件。本申请最后将镍基合金铸件进行热处理，所述热处理按照镍基合金熟知的方式进行即可；在本申请中，所述热处理按照固溶处理-高温时效处理-低温时效处理的步骤依次进行，具体的，所述固溶处理具体为：将所述镍基合金铸件于1260～1300℃保温2～4h，再于1280～1320℃保温2h～4h，然后于1310～1350℃保温6～12h，最后气淬；所述高温时效处理具体为：将固溶处理后的镍基合金铸件与1060～1120℃保温2～8h，然后气淬；所述低温时效处理具体为：将高温时效处理后的镍基合金铸件于850～920℃保温10～30h，然后气淬。在具体实施例中，所述镍基合金通过真空感应熔炼+定向凝固工艺制备成型的，所述方法制备流程图如图1所示，具体为(1)通过真空感应熔炼制备上述成分的合金材料，得到成分精确控制的母合金铸锭；(2)将铸锭材料重熔，通过定向凝固工艺制备成单晶铸件或定向铸件；(3)通过机加工获得尺寸合适的铸件；(4)通过热处理消除合金中的铸态组织，获得最优的微观组织。根据本发明的实施方案，本申请所述镍基合金的形成方式为制造物品，所述物品可应用于燃气涡轮发动机，更具体的，可应用于燃气涡轮发动机涡轮叶片，其由包括以下元素的合金制备得到：5.25wt％～6.25wt％的铝；5.0wt％～7.0wt％的铬；5.5wt％～7.0wt％的钴；1.0wt％～2.2wt％的钼；3.5wt％～8.5wt％的钨；0.5wt％～1.5wt％的钛；5.5wt％～8.0wt％的钽；1.0wt％～6.0wt％的铼；0.0wt％～0.25wt％的铪；0.0wt％～0.1wt％的碳；0.0wt％～0.01wt％的硼；余量的镍。在某些具体实施例中，所述制造物品由包含以下元素的合金制备得到：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，6.5wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，1.5wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。在某些具体实施例中，所述制造物品由包含以下元素的合金制备得到：5.78wt％的铝，6.0wt％的铬，6.4wt％的钴，1.6wt％的钼，6.5wt％的钨，1.0wt％的钛，6.2wt％的钽，1.5wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。在某些具体实施例中，所述制造物品由包含以下元素的合金制备得到：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，5.0wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，3.0wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。在某些具体实施例中，所述制造物品由包含以下元素的合金制备得到：5.75wt％的铝，6.0wt％的铬，6.3wt％的钴，1.6wt％的钼，3.0wt％的钨，0.6wt％的钛，7.5wt％的钽，5.0wt％的铼，0.1wt％的铪与余量的镍。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的镍基合金进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。实施例本申请镍基合金显著降低了合金偏析，并使铸态组织中共晶相的体积分数低于3.5％，同时，镍基合金在组织稳定性、高温强度等方面实现了很好的平衡，具有优异的综合性能。为了进一步说明本申请的效果，本申请列举了6个具体实施例，并与5种现有合金进行了对比。6个实施例合金成分和5种现有合金成分如表1所示；在实施例中，所述镍基合金的制备方法具体为：1)将按照表1所示成分配比的原料放入真空感应熔炼炉熔炼合金，制备成母合金铸锭；2)在真空设备中将母合金铸锭重熔，然后在耐火材料形成的模壳中，通过定向凝固法制备成柱状晶铸件或通过螺旋选晶法或籽晶法制备成单晶铸件；3)将所述铸件进行热处理，热处理具体包括：(1)固溶处理：于1260℃～1300℃保温2～4h，然后1280℃～1320℃保温2～4h，然后1310℃～1350℃保温6～12h，最后气淬；(2)高温时效处理：于1060℃～1120℃保温2～8h，然后气淬；(3)低温时效处理：于850℃～920℃保温10～30h，然后气淬；最终得到组织均匀的镍基高温合金。表1实施例与现有技术提供的镍基高温合金成分数据表(wt％)合金alcrcomowtitanbrehfni实施例15.756.06.31.66.50.67.501.50.1余实施例25.786.06.41.66.51.06.201.50.1余实施例35.885.826.231.526.651.16.101.420.1余实施例45.656.146.41.66.350.87.4501.570.1余实施例55.756.06.31.65.00.67.503.00.1余实施例65.756.06.31.63.00.67.505.00.1余cmsx-25.684.60.681600-余renén44.29.87.51.563.54.80.500.1余am35.9585.52.25523.500-余renén56.277.51.5506.5030.15余cmsx-45.66.590.6616.502.90.1余1)合金偏析图2为实施例1制备的镍基合金与cmsx-10合金和cmsx-4合金的铸造组织对比图，图(a)为cmsx-10合金的铸造组织对比图，图(b)为cmsx-4合金的铸造组织对比图，图(c)为实施例1制备的合金的铸造组织图，由图可知，本申请实施例1提供的镍基合金中共晶相的体积分数低于3.5％。2)具有良好的组织稳定性本申请合金在长期高温时效下具有良好的组织稳定性，不容易析出有害的tcp相。图3为按照phacomp方法本申请合金的6个实施例与5种现有合金平均电子空位数nv的柱形对比图；图4为按照newphacomp方法本申请合金的6个实施例与5种现有合金平均d轨道能级md的柱形对比图；由图3可以看出，本申请合金的nv值明显低于现有合金am3、renén4、cmsx-4和renén5的计算值，与合金cmsx-2相当；由图4可以看出，本申请合金的md值与合金am3相当，明显低于合金renén4，略高于合金cmsx-2、renén5和cmsx-4的计算值。这综合说明本申请的合金具有良好的组织稳定性。3)具有优异的抗高温蠕变性能本申请从4个方面来考虑合金的高温抗蠕变性能：(1)合金的相变温度；(2)合金的固溶强化程度；(3)合金的沉淀强化相数量；(4)合金的晶格错配度；镍基高温合金的3个重要相变温度为：①γ′相固溶温度，即随温度升高，γ′相完全溶解到γ相中的临界温度；②固相线温度，即随温度升高，合金开始熔化的临界温度；③液相线温度，即随温度升高，合金完全熔化的临界温度，γ′相固溶温度越高，则高温下未溶解的γ′相越多，合金的高温沉淀强化效果越高；固相线、液相线温度越高，表明合金本身的耐温能力越高。图5(a)所示为本申请合金的6个实施例与5种现有合金的γ′相固溶温度、固相线温度和液相线温度计算值的对比柱形图；可以看出，本申请合金的6个实施例的γ′相固溶温度均不低于5个现有合金；固相线、液相线温度温度与合金cmsx-2、cmsx-4和renén5相当，略高于合金am3和renén4。合金的固溶强化程度主要考察3个强固溶强化元素re、w和mo的作用。本申请采用一个固溶强化因子isss来评价合金的固溶强化程度。isss越高，表明合金的固溶强化程度越高。图5(b)所示为本申请合金的6个实施例与5种现有合金isss计算值的对比柱形图；可以看出，由于大量w、mo和re的加入，6个实施例的isss明显高于合金cmsx-2、renén4和am3的计算值，实施例5和6的isss甚至高于合金cmsx-4、renén5的计算值。合金的沉淀强化程度主要考察服役温度下合金中γ′相的分数，其值越高，说明合金沉淀强化的潜力越大。图5(c)所示为通过计算，本申请合金的6个实施例与5种现有合金分别在850℃、900℃、1050℃和1100℃下的γ′相摩尔分数对比柱形图；可以看出，在相同温度下，6个实施例的γ′相摩尔分数均与合金cmsx-2、am3、renén4、cmsx-4和renén5相当。与合金蠕变强度相关的另一个关键参数是γ/γ′相的晶格错配度；研究表明，晶格错配度为负，且绝对值越高时，有利于蠕变强度的增加，但过高的错配度将导致γ/γ′的两相共格结构失稳，反而丧失共格强化效果。图5(d)所示为本申请合金的6个实施例与5种现有合金晶格错配度计算值的对比柱形图；可以看出，本申请合金的晶格错配度为负，其绝对值与合金am3、renén5相当，高于合金renén4、cmsx-4和cmsx-2。根据以上4点来看，本申请合金具有优异的抗高温蠕变性能。上述实施例制备得到的镍基合金形成的制造物品，具体应用于燃气涡轮发动机涡轮叶片，也具有上述镍基合金同样的性能。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12