1.一种稀土改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金,其特征在于:所述合金的成分包括Ni、Al、Mo、Re、Ta、Cr、C、Y和Dy,各成分按重量百分比为:7.0~8.0wt%的Al,8.0~9.5wt%的Mo,1.5~3wt%的Re,3~5wt%的Ta,1.5~3wt%的Cr,0.001~0.005wt%的C,0.01~0.05wt%的Y,0.01~0.1wt%的Dy,其余为Ni;
或者,
所述的合金的成分包括Ni、Al、Mo、Re、Ta、Cr、C、Y和Ce,各成分按重量百分比为:7.0~8.0wt%的Al,8.0~9.5wt%的Mo,1.5~3wt%的Re,3~5wt%的Ta,1.5~3wt%的Cr,0.001~0.005wt%的C,0.01~0.05wt%的Y,0.01~0.1wt%的Ce,其余为Ni。
2.根据权利要求1所述的一种稀土改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金,其特征在于:所述合金铸态组织包括γ′相、γ相和富Mo、Re的白色析出相三种相结构,密度为7.9~8.1g/cm3,该合金在1100℃下达到完全抗氧化级别或抗氧化级别或次抗氧化级别。
3.根据权利要求1所述的一种稀土改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金,其特征在于:所述合金的成分按重量百分比为:7.6wt%的Al,9.5wt%的Mo,1.5wt%的Re,3wt%的Ta,1.5wt%的Cr,0.005wt%的C,0.05wt%的Y,0.042wt%Dy或的0.022wt%Ce,其余为Ni。
4.一种稀土改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金的制备方法,其特征在于:具体包括以下几个步骤:
第一步:制备液态金属冷却介质;
所述的液态金属冷却介质为镓铟合金或者金属锡;
第二步:制备母合金棒材;
(1)按重量分数称取高纯Ni、高纯Al、高纯Mo、高纯Re、高纯Ta、高纯Cr、高纯C、高纯Y,称取NiCe合金或NiDy合金,将称取后的原料用丙酮清洗及烘干后,将Ni、Mo、Re、Ta、Cr、C、Y,以及NiCe或NiDy合金,放入ZGJL-0.025型真空感应炉中,Al在合金化期间加入;
(2)将真空感应炉抽真空至1Pa以下,送电升温至合金化熔炼温度1460~1540℃,合金化熔炼10~30分钟后,升温至1510~1590℃后,保温5~10分钟,断电降温至1480~1540℃,加入高纯Al,重新给电继续进行合金化熔炼5~10分钟,带电浇铸制成母合金棒材;
(3)用线切割方法在母合金上切出直径为10~15mm,长度小于等于200mm的圆柱试棒A,将该圆柱试棒A表面打磨抛光处理后清洗烘干,得到稀土改性的高Mo的Ni3Al基合金试棒;
第三步:制备不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金籽晶;
在普通不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金原料上线切割出直径为6~15mm,长度为30~60mm的圆柱试棒B,将该圆柱试棒B表面经打磨抛光处理和腐蚀处理后,得到不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金籽晶,将该不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金籽晶用氧化铝料浆封入陶瓷模壳中,保持不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金籽晶与陶瓷模壳同轴,并处于陶瓷模壳的中心位置,放入烘干箱内,于130~150℃,保温2~4小时;
第四步:定向单晶炉制备含稀土元素的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金;
将含稀土元素的Ni3Al基合金试棒垂直放入带有不含稀土元素的Ni3Al基合金籽晶的陶瓷模壳中,两者接触,再将具有含稀土元素的Ni3Al基合金试棒和不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金籽晶的陶瓷模壳一起放入定向单晶炉中;将定向单晶炉的真空抽至5×10-3~7×10-3Pa,调节定向单晶炉内温度至1600℃~1660℃,保温10~25分钟,待稀土元素改性的Ni3Al基合金试棒和不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金籽晶完全熔化,使陶瓷模壳、融化的稀土元素改性的Ni3Al基合金试棒和不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金籽晶以2~10mm/min的拉晶速率向下移动进入液态金属冷却罐中;根据稀土元素改性的Ni3Al基合金试棒的长度及拉晶速率计算拉晶时间,当达到拉晶时间后,拉晶结束,随炉冷却至室温后取出,得到稀土元素改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金;
第五步:后期热处理。
5.根据权利要求4所述的一种稀土改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金的制备方法,其特征在于:第一步中所述镓铟合金的制备:将原料高纯镓和高纯铟,按重量百分比:镓10~30wt%,其余为铟,进行称取,放入烧杯中加热至80℃~200℃使其反应呈液态后,倒入液态金属冷却罐中作为冷却介质,液态金属冷却罐周围采用真空泵油加热使冷却罐温度维持在15℃以上,使镓铟合金保持液态;
所述金属锡的制备:将原料高纯锡加热至熔点温度使其呈液态,然后倒入液态金属冷却罐中,液态金属冷却罐周围采用真空泵油加热使冷却罐温度为250~300℃,使金属锡保持液态。
6.根据权利要求4所述的一种稀土改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金的制备方法,其特征在于:所述的普通不含稀土元素的Ni3Al基单晶合金的原料成分各自的重量百分比为:7~8wt%的Al,8~9.5wt%的Mo,1.5~3wt%Re,3~5wt%的Ta,1.5~3wt%的Cr,其余为Ni。
7.根据权利要求4所述的一种稀土改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金的制备方法,其特征在于:合金热处理制度为:
(1)1305℃/2h+1310℃/2h+1315℃/2h+1320℃/2h+1325℃/4~6h+1330℃/4~6h,风冷至室温;
(2)1080~1100℃/1~4h,风冷至室温;
(3)870℃/16~32h,风冷至室温。