的合金可通过各种传统金属生产和形成方法中的任何方法制备，传统的铸造、定向凝固为可形成本发明合金的非限定性实例。本发明合金可以通过本领域中用于其他合金热机械加工的方法制造和强化。而且，本领域中的各种锻造和热加工技术可以用于由本发明合金形成的制品的切割和成型。以下对本发明的实施方式进行阐述。首先根据确定的相平衡关系，制定固溶温度以及时效温度。调整合金成分制备出含γ + γ’的母合金。基于母合金添加其它组元，优化合金性能。制备工艺包括一下几个方面:
第 I 步:按成分配比 Co、V、Ta、T1、Nb、Al、N1、Mo、W、Cr、Re、Ir、Ru、C、B、Mg ；
第2步:将配比好的材料置入电弧熔炼炉中，在氩氛中逐渐加大电流至150~550Α，使得原材料熔炼均匀；或将配比好的材料置入高频感应熔炼炉中，在氩氛中逐渐加大电流至35~60Α，使得原材料熔炼均匀；
第3步:在氩氛中，将上述铸材放在1100 0C -1200 °C进行均质化6~48小时；接着在7000C -1000 °C时效24~960小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ ’强化相的Co基高温
I=IO
[0025]具体实施例一
配比Co为78%，V为16%，Ta为6%的合金I ;将配比好的材料置入电弧熔炼炉中，抽真空至6.6Χ 10_3 Pa以下，之后炉内充氩气至-0.07MPa之后，熔炼电流在450A，熔炼4次以上，使得原材料熔炼均匀；在氩氛中，将上述铸材放在1100 ^进行均质化处理24小时；接着在800 °C时效48小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ’强化相的Co-V基高温合金。
[0026]具体实施例二
配比Co为78%，V为16%，Ta为3%，Ti为3%的合金2 ;将配比好的材料置入电弧熔炼炉中，抽真空至6.6X 10_3 Pa以下，之后炉内充氩气至-0.07MPa之后，熔炼电流在450A，熔炼4次以上，使得原材料熔炼均匀；在氩氛中，将上述铸材放在1100 ^进行均质化处理24小时；接着在800 °C时效48小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ’强化相的Co基高温合金。
[0027]具体实施例三
配比Co为78%，V为16%，Ta为3%，A1为3%的合金3 ;将配比好的材料置入电弧熔炼炉中，抽真空至6.6X 10_3 Pa以下，之后炉内充氩气至-0.07MPa之后，熔炼电流在450A，熔炼4次以上，使得原材料熔炼均匀；在氩氛中，将上述铸材放在1100 ^进行均质化处理24小时；接着在800 °C时效48小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ’强化相的Co基高温合金。
[0028]具体实施例四
配比Co为78%，V为16%，Ta为6%的合金4 ;将配比好的材料置入高频感应熔炼炉中，调节电流至50A，使得原材料熔炼均匀；将铸材切割为?6mmX9mm的圆柱状样品，在氩氛中，将上述圆柱状铸材放在1100 °0进行均质化处理24小时；接着在800 °C时效55小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ’强化相的Co-V基高温合金。
[0029]具体实施例五
配比Co为78%，V为16%，Ta为3%，Ti为3%的合金5 ;将配比好的材料置入高频感应熔炼炉中，调节电流至50Α，使得原材料熔炼均匀；将铸材切割为Φ6_Χ9_的圆柱状样品，在氩氛中，将上述铸材放在1100 °0进行均质化处理24小时；接着在800 °C时效55小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ ’强化相的Co基高温合金。
[0030]具体实施例六
配比Co为78%，V为16%，Ta为3%，Α1为3%的合金6 ;将配比好的材料置入高频感应熔炼炉中，调节电流至50Α，使得原材料熔炼均匀；将铸材切割为Φ6_Χ9_的圆柱状样品，在氩氛中，将上述铸材放在1100 °0进行均质化处理24小时；接着在800 °C时效55小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ ’强化相的Co基高温合金。
[0031]具体实施例七
将圆柱状退火后的合金4，合金5与合金6在1.0X 10_4/s的压缩速率下，进行不同温度下的高温压缩实验。
[0032]图1为合金1，合金2与合金3在800 °C时效48小时以后的显微组织形貌(SEM)，由图中可以看出，立方状的有序γ’密集且均匀的分布在γ基体上，这种形貌与Ni基高温合金的形貌相似。并且有序相γ’的平均尺寸在60nm左右。
[0033]图2为合金1，合金2与合金3在800 °C时效48小时以后的显微组织形貌(TEM)，由图中可以看出γ’具有Ll2晶体结构；并且γ’沿着〈001〉方向生长。
[0034]图3为合金1，合金2与合金3的DSC升温曲线。合金2的γ ’的固溶温度达到了1002 °C，与Co-9Al-9W中γ’的固溶温度相近。并且结果还表明Ti的添加有利于γ’的固溶温度的提升。
[0035]图4表示由室温至900°C范围内，合金4，合金5与合金6热处理后的圆柱状样品的屈服极限0(1.2与温度的关系。图4同样也列出了目前商业化的合金Mar-M302 (名义组成:Co 为 58，Ta 为 9，W 为 10，Cr 为 21.5，C 为 0.85，B 为 0.005，Zr 为 0.2，重量比)以及具有共格强化机理的Co基高温合金Co-Al-W的高温力学性能以作比较。在整个温度研宄范围内，合金4，合金5以及合金6的力学性能均优于Mar-M302以及Co-9Al_9W，特别是在6000C -8500C，这种差别尤为明显；特别值得注意的是在约750°C时，本发明中的合金5的屈服极限σα2是目前商业化合金Mar-M302的1.5倍，达到近700MPa ;合金4，合金5以及合金6的屈服极限σ α2的反常峰值对应的温度比新发展的具有共格强化机理的Co基高温合金CO-9A1-9W高近50°C。结果表明，以Co-V为基的本发明在高温领域具有极大的应用价值。
【主权项】
1.一种含高温有序γ’强化相的Co-V基高温合金，其特征在于:该高温合金由均匀分布的立方状有序γ ’和基体γ构成，该合金的成分按原子百分比为:Co为67.8-94%, V为5-26%, X 为 1-6%, X 为 Ta、T1、Nb、Al、N1、Mo、W、Cr、Re、Ir 和 Ru 中的一种或二种以上构成，Y为0~0.2%，Y为C、B和Mg中的一种或二种以上构成。
2.根据权利要求1所述的一种含高温有序γ’强化相的Co-V基高温合金，其特征在于:所述的该高温合金组织中含有体积分数在50%以上立方状有序γ’。
3.根据权利要求1所述的一种含高温有序γ’强化相的Co-V基高温合金，其特征在于:所述的高温合金中，γ’为具有LI2结构的金属间化合物，其原子比表示为式(Co，X) 3(V，Ζ)，X 为 Cr，Re，Ir 及 / 或 Ru，Z 为 Ta、T1、Nb、Al、Mo 及 / 或 W，Ni 进入 X、Z 两者。
4.根据权利要求1所述的一种含高温有序γ’强化相的Co-V基高温合金，其特征在于:制备方法包括下列步骤: 第 I 步，按成分配比 Co、V、Ta、T1、Nb、Al、N1、Mo、W、Cr、Re、Ir、Ru、C、B 和 Mg ; 第2步，将配比好的材料置入电弧熔炼炉中，在氩氛中逐渐加大电流至150~550Α，使得原材料熔炼均匀；或将配比好的材料置入高频感应熔炼炉中，在氩氛中逐渐加大电流至35~60Α，使得原材料熔炼均匀； 第3步，在氩氛中，将上述铸材放在1100°C~1200°C进行均质化6~48小时；接着在7000C ~1000°C时效24~960小时，冰水淬火冷却，获得含高温有序γ ’强化相的Co-V基高々曰入各ism.口 益 ο
【专利摘要】本发明公开一种含高温有序γ'强化相的Co-V基高温合金及其制备方法。该高温合金主要由均匀分布的立方状有序γ'和基体γ构成，并且具有优良的高温力学性能，该合金的成分按原子百分比为：Co为67.8~94%，V为5~26%，X为1~6%，X为Ta、Ti、Nb、Al、Ni、Mo、W、Cr、Re、Ir和Ru中的一种或二种以上构成，Y为0~0.2%，Y为C、B和Mg中的一种或二种以上构成。本发明主要以共格强化为机理，在高温条件下具有较高强度，有望作为高温部件被应用于航空，航天，舰船等领域，从而具有较大发展前景。
【IPC分类】C22F1-10, C22C19-07
【公开号】CN104630569
【申请号】CN201510029465
【发明人】刘兴军, 阮晶晶, 王翠萍, 施展, 杨水源, 张锦彬, 黄艺雄
【申请人】厦门大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月21日