专利名称：一种耐高温镍基合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及合金金属领域，特别涉及一种耐高温镍基合金。
背景技术：
高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600°C以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。半个世纪以来，航空发动机涡轮前温度从40年代的730°C提高到1677°C。使用温度的提高对航空发动机材料提出了越来越苛刻的要求。镍基高温合金是迄今性能最为优越，用途最为广泛航空发动机材料。当前该合金使用温度的上限温度达到了1200°C左右，已接近于合金的熔点，但仍是目前先进发动机中承受温度最高，应力载荷最大的关键部件的首选材料。镍基高温合金具有优异的抗高温氧化和高温腐蚀的性能。与铁基高温合金相比， 镍基高温合金具有良好的导热性、较高的组织稳定性，可以固溶更多的元素而不产生有害相；镍基高温合金与钴基合金相比，具有比重轻、价格低、强度高和抗氧化性好的特点。此夕卜，镍基高温合金还具有优良的可铸性与高温持久性能。决定镍基高温合金优异性能的是其沉淀析出的面心立方金属间化合物Y '相(Ni3Al)强化。有些合金如In718还有序体心四方、"(Ni3Nb)强化。一般的钴基高温合金由于缺乏相的强化作用，仅靠固溶强化和碳化物强化，因此一般难以达到镍基高温合金的强度水平。镍基高温合金通过适当调节合金成分，可以使合金不但具有钴基合金无法比拟的高温强度，而且还具有较高的初熔温度、较好的冷热疲劳性能、较高的塑性和韧性，较高的抗氧化和耐腐蚀性，较低的密度，在航空发动机很多部件上应用具有特殊的意义。国内用于航空发动机的镍基高温合金尽管已开发了很多，例如K403、K405、K441和K417G等合金，这些合金最大的缺点就是初熔温度及塑性与钴基高温合金相比相差较大，限制了这些合金的应用。金属间化合物虽然具有比重低和强度高的特点，但由于其塑性和抗氧化性较差，限制了其使用。所以就需要开发一种合金，要求具有高初熔温度、低密度、具有良好铸造性能、好的热疲劳性能和较高的抗高温氧化性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种有较高熔点能够长时间耐受1350°C以上高温的，且同时具有较好抗拉强度和屈服强度的镍基合金。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案一种耐高温镍基合金，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为 Ni。优选，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为 Ni。最优选，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为 Ni。铬能显著提高强度、硬度、耐磨性、抗氧化性、耐腐蚀性，可以作为耐高温合金材料的重要合金元素。本发明提供的合金中含有较高的Co、W、Mo、Ta等强化元素，使合金具有较好的高温持久性能和较高的高温强度。
本发明加入适量的B和V可形成适量的弥散分布的碳化物，同时B可强化晶界，从而进一步提闻镇基合金的闻温性能。本发明通过使合金中含有较高的Al含量和适当的Ti含量，以保证合金良好的抗氧化性能和较高的室温和高温强度。本发明加入适当的Nb，可以抑制偏析，提高组织稳定性。本发明具有如下有益效果I)如上所述，调整了合金的成分组成，在大量实验的基础上，确定了合金的组成元素以及各元素的含量，使得各元素的作用达到协同技术效果，特别是Co、W、Mo、Ta等提高高温性能的合金元素，其技术效果相互协同，使得合金的熔点可以超过1470°C，使得产品的耐高温、耐氧化性能明显得到了提高，可以长时间的工作在1350°C -1400°C的高温下。2)除耐高温外，合金元素配比的调整使得强度、韧性以及耐腐蚀性能等综合性能明显改善。
具体实施例方式实施例一一种耐高温镍基合金，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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,余量为Ni。实施例二一种耐高温镍基合金，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为Ni。实施例三一种耐高温镍基合金，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为Ni。
实施例四一种耐高温镍基合金，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为Ni。实施例五
一种耐高温镍基合金，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为Ni。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种耐高温镍基合金，其特征在于，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为 Ni。
2.如权利要求I所述的一种耐高温镍基合金，其特征在于，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为Ni。
3.如权利要求1-2所述的一种耐高温镍基合金，其特征在于，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为Ni。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温镍基合金，所述镍基合金以重量百分数计由下列组分组成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，余量为Ni。
文档编号C22C19/05GK102808115SQ20121030590
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者叶绿均 申请人:叶绿均