本发明涉及金属材料,具体涉及一种ods镍基高温合金及其制备方法与应用。
背景技术:
1、高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。
2、氧化物弥散强化(oxide dispersion-strengthened,简称ods)合金作为一种高温合金,主要有ods铁基合金和ods镍基高温合金两大类。ods铁基合金的工作温度只能到700℃,而ods镍基高温合金在1000℃以上仍具有优异的高温蠕变性能、疲劳性能和抗氧化性能,不仅可以在高温下长期使用而且还能承受气体腐蚀、蠕变和疲劳载荷,可用作涡轮喷气发动机中的导向叶片或涡轮叶片。
3、传统的ods镍基高温合金通常是在真空或者惰性气体保护状态下,采用压铸成型的合金粉末烧结而成。然而传统烧结制备的ods镍基高温合金内部的少量孔隙和缺陷难以排除,这极大地影响了ods镍基高温合金的产品性能。
技术实现思路
1、基于此,有必要提供一种致密度较高、缺陷较少、综合性能较好的ods镍基高温合金及其制备方法与应用。
2、本发明的一个方面,提供了一种ods镍基高温合金,所述ods镍基高温合金包括镍基合金及弥散于所述镍基合金中的y2o3纳米颗粒,所述ods镍基高温合金经热等静压烧结工艺制得。
3、在其中一些实施例中,所述y2o3纳米颗粒相对于所述镍基合金的质量百分比为0.2%~0.6%。
4、在其中一些实施例中,所述镍基合金,按照质量百分比计,包括以下元素:
5、
6、在其中一些实施例中,所述ods镍基高温合金通过镍基合金粉末和所述y2o3纳米颗粒经热等静压烧结工艺制得,所述镍基合金粉末的粒径为30μm~60μm。
7、在其中一些实施例中,所述y2o3纳米颗粒的粒径为10nm~30nm。
8、在其中一些实施例中,所述ods镍基高温合金的致密度为99%~99.7%。
9、在其中一些实施例中,所述ods镍基高温合金在室温下的抗拉强度为700mpa~850mpa。
10、在其中一些实施例中,所述ods镍基高温合金在室温下的延伸率为12.5%~19%。
11、在其中一些实施例中,所述ods镍基高温合金在600℃下的抗拉强度为425mpa~550mpa。
12、在其中一些实施例中,所述ods镍基高温合金在600℃下的延伸率为8.0%~13.5%。
13、本发明的另一方面,还提供了上述的ods镍基高温合金的制备方法,包括以下步骤:
14、将镍基合金粉末和所述y2o3纳米颗粒装填于模具中,进行热等静压烧结。
15、本发明的另一方面,还提供了上述的ods镍基高温合金在制备航天航空设备、石油化工设备或者发动机中的应用。
16、本发明的另一方面,还提供了一种ods镍基高温合金制品,包括有上述的ods镍基高温合金。
17、上述的ods镍基高温合金包括镍基合金及弥散于所述镍基合金中的y2o3纳米颗粒,通过热等静压烧结工艺制备,在热等静压的同时烧结成型,ods镍基高温合金中y2o3纳米颗粒作为弥散相的弥散强化效果较好,ods镍基高温合金的合金化程度较高、致密度较高、晶粒细小、组织均匀,具有较好的高温综合性能。
1.一种ods镍基高温合金,其特征在于,所述ods镍基高温合金包括镍基合金及弥散于所述镍基合金中的y2o3纳米颗粒,所述ods镍基高温合金经热等静压烧结工艺制得。
2.根据权利要求1所述的ods镍基高温合金,其特征在于,所述y2o3纳米颗粒相对于所述镍基合金的质量百分比为0.2%~0.6%。
3.根据权利要求1所述的ods镍基高温合金,其特征在于,所述镍基合金,按照质量百分比计,包括以下元素:
4.根据权利要求1所述的ods镍基高温合金,其特征在于,所述ods镍基高温合金通过镍基合金粉末和所述y2o3纳米颗粒经热等静压烧结工艺制得,所述镍基合金粉末的粒径为30μm~60μm。
5.根据权利要求1所述的ods镍基高温合金,其特征在于,所述y2o3纳米颗粒的粒径为10nm~30nm。
6.根据权利要求1~5任一项所述的ods镍基高温合金,其特征在于,所述ods镍基高温合金的致密度为99%~99.7%;
7.根据权利要求1~5任一项所述的ods镍基高温合金,其特征在于,所述ods镍基高温合金在600℃下的抗拉强度为425mpa~550mpa;
8.权利要求1~7任一项所述的ods镍基高温合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.权利要求1~7任一项所述的ods镍基高温合金在制备航天航空设备、石油化工设备或者发动机中的应用。
10.一种ods镍基高温合金制品,其特征在于,包括有权利要求1~7任一项所述的ods镍基高温合金。