專利名稱：一種鎳基高溫合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金領(lǐng)域，特別涉及一種鎳基高溫合金。
背景技術(shù)：
Inconel718合金是由美國國際鎳公司休斯頓分公司研制成功，并于1959年公開，是一種以體心四方Ni3Nb U ”)和面心立方Ni3 (Al，Ti，Nb) (Y ’)析出強化的鎳-鉻-鐵基變形高溫合金。該合金在-253-650°C之間具有高的抗拉強度、屈服強度、持久強度和塑性，同時具有良好的抗腐蝕、抗輻照、熱加工及焊接性能。在高溫合金整體精密鑄造技術(shù)高速發(fā)展的背景下，最初作為變形高溫合金發(fā)展起來的Inconel718合金自1965年起也開始以鑄造合金形式應(yīng)用于航空航天產(chǎn)業(yè)，相應(yīng) 的鑄造合金牌號為Inconel718C。近年來，隨著適應(yīng)大型鑄件生產(chǎn)的大型熱等靜壓(HIP)設(shè)備的發(fā)展，以及補焊和鑄后熱處理等工藝研究的深入，更復(fù)雜結(jié)構(gòu)、更薄壁厚的大型Inconel718C結(jié)構(gòu)鑄件制造工藝日趨成熟，已逐漸取代鍛件的焊接組合件，廣泛應(yīng)用于各種航空發(fā)動機機匣和航天發(fā)動機的渦輪泵殼體等部件的制造領(lǐng)域。我國于1968年開始仿制Inconel718合金，國內(nèi)牌號為GH4169。作為鑄造高溫合金Inconel718C的仿制型號，我國發(fā)展了 K4169合金，并已初步應(yīng)用于航空發(fā)動機整體鑄造擴壓器機匣和承力環(huán)等部件中。盡管InConel718合金性能優(yōu)異，但由于其主要強化相Y ”_Ni3Nb是亞穩(wěn)定相，當溫度超過大約650°C時，Y”迅速長大粗化，并轉(zhuǎn)化成其穩(wěn)定相S，導(dǎo)致合金強度和持久壽命迅速下降，因而該合金一般只允許在650°C下長期使用。燃燒室是航空發(fā)動機中的關(guān)鍵承熱部件。燃油霧化、油氣混合、點火和燃燒等過程都是在燃燒室內(nèi)進行的。因此燃燒室是發(fā)動機各部件中溫度最高的區(qū)域，燃燒室內(nèi)燃氣溫度高達1500°C -2000°C時，室壁合金承受的溫度可達800°C -900°C以上，局部處可達1100°C。因此，燃燒室所受的機械應(yīng)力較小，但熱應(yīng)力較大，對材料的要求主要有高溫抗氧化和抗燃氣腐蝕性能；足夠的強度；良好的冷熱疲勞性能；良好的工藝塑性(持久、彎曲性能)和焊接性能；以及合金在工作溫度下長期組織穩(wěn)定。隨著技術(shù)的發(fā)展，對燃燒室室壁合金提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)的Inconel718及相應(yīng)的替代合金已不能滿足需求，因此，需要發(fā)展新的高溫合金材料。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種鎳基高溫合金。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種鎳基高溫合金，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr22. 5-24. 5%, Co 7. 0-8. 0%, W 6. 5-7. 5%, Mo 3. 0-4. 0%, Al I. 2-1. 8%, Ti I. 5-2. 5%,Nb 2. 0-3. 0%, Mn I. 0-2. 0%, Fe 2. 0-4. 0%, B O. 02-0. 08%, Ce O. 5-1. 5%, C^O. 1%,Si ^ O. 2%, P ^ O. 008%, S 彡 O. 008%, Ni 余量。
優(yōu)選，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 23-24 %, Co7. 3-7. 7%, W 6. 8-7. 2%, Mo 3. 3-3. 7%, Al I. 4-1. 6%, Ti I. 8-2. 2%, Nb 2. 3-2. 7%,Mn I. 3-1. 7%, Fe 2. 5-3. 5%, B O. 04-0. 06%, Ce O. 8-1. 2%, C≤O. 1%, Si ≤ O. 2%,P ≤ O. 008%, S ≤ O. 008%, Ni 余量。最優(yōu)選，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 23. 5%, Co 7.5%, W7. 0%,Mo 3. 5%,Al I. 5%,Ti 2. 0%,Nb 2. 5%,Mn I. 5%,Fe3. 0%,B 0. 05%,Ce I. 0%,C ≤ 0. 1%, Si ≤0. 2%, P (≤0. 008%, S ≤ 0· 008%, Ni 余量。本發(fā)明的方法具有如下有益效果(I)優(yōu)化設(shè)計了 Co、Mo和W的加入量，使其含量達到相互協(xié)同，提高合金的高溫強度和持久強度，優(yōu)化設(shè)計了 Cr、Ti和Nb的含量，使其固溶強化的效果達到協(xié)同，并改善抗熱腐蝕性能，加入適量的Ce用于脫氧和/或脫硫，而另一部分溶入固溶體基體，并偏聚于晶界，起強化晶界作用。(2)本發(fā)明的鎳基高溫合金拉伸強度比Inconel718提高25-35%，塑性明顯改善，抗熱腐蝕性能增強，在同一應(yīng)力條件下，持久溫度大幅度提高，適于制作950-1100°C使用的零件，如航空發(fā)動機葉片等等。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例描述本發(fā)明，所給實施例只是為了使技術(shù)人員更容易的理解和實現(xiàn)本發(fā)明，并不意味著限制本發(fā)明的范圍，其中實施例一至四為優(yōu)選實施例，實施例五為最優(yōu)選的實施例。實施例一一種鎳基高溫合金的制備方工藝，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 22. 5%, Co 8. 0%, W 6. 5%, Mo 4. 0%, Al I. 2%, Ti 2. 5%, Nb 2. 0%, Mn 2. 0%,Fe 2. 0%,B O. 08%, Ce O. 5%，C 彡 O. I%，Si 彡 O. 2%，P 彡 O. 008%，S 彡 O. 008%，Ni 余量。實施例二一種鎳基高溫合金的制備方工藝，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 24. 5%, Co 7. 0%, W 7. 5%, Mo 3. 0%, Al I. 8%, Ti I. 5%, Nb 3. 0%, Mn I. 0%,Fe 4. 0%,B O. 02%, Ce I. 5%，C 彡 O. I%，Si 彡 O. 2%，P 彡 O. 008%，S 彡 O. 008%，Ni 余量。實施例三一種鎳基高溫合金的制備方工藝，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 23%, Co 7. 7%, W 6. 8%, Mo 3. 7%, Al I. 4%, Ti 2. 2%, Nb 2. 3%, Mn I. 7%, Fe
2.5%, B O. 06%, Ce O. 8%，C 彡 O. I%，Si 彡 O. 2%，P 彡 O. 008%，S 彡 O. 008%，Ni 余量。實施例四一種鎳基高溫合金的制備方工藝，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 24%, Co 7. 3%, W 7. 2%, Mo 3. 3%, Al I. 6%, Ti I. 8%, Nb 2. 7%, Mn I. 3%, Fe
3.5%, B O. 04%, Ce I. 2%, C ^ O. I%, Si ^ O. 2%, P ^ O. 008%, S ^ O. 008%, Ni 余量。實施例五
一種鎳基高溫合金的制備方工藝，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 23. 5%, Co 7. 5%, W 7. 0%, Mo 3. 5%, Al I. 5%, Ti 2. 0%, Nb 2. 5%, Mn I. 5%,Fe 3. 0%,B O. 02-0. 08%, Ce I. 0%, C ^ O. I %, Si ^ O. 2%, P ^ O. 008%, S ^ O. 008%,
Ni余量。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細 工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鎳基高溫合金，其特征在于，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 22. 5-24. 5 %, Co 7. 0-8. 0 %, W 6. 5-7. 5 %, Mo 3. 0-4. 0 %, Al I. 2-1. 8 %, TiI. 5-2. 5%, Nb 2. 0-3. 0%, Mn I. 0-2. 0%, Fe 2. 0-4. 0%, B 0. 02-0. 08%, Ce 0. 5-1. 5%,C≤O. 1%, Si ≤ 0. 2%, P ≤ 0. 008%, S ≤ 0. 008%, Ni 余量。
2.如權(quán)利要求I所述的一種鎳基高溫合金，其特征在于，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 23-24%, Co 7. 3-7. 7%, W 6. 8-7. 2%, Mo 3. 3-3. 7%, Al1.4-1. 6%, Ti I. 8-2. 2%, Nb 2. 3-2. 7%, Mn I. 3-1. 7%, Fe 2. 5-3. 5%, B 0. 04-0. 06%,Ce 0. 8-1. 2%, C ≤ 0. 1%, Si ≤0. 2%, P ≤ 0. 008%, S ≤ 0. 008%, Ni 余量。
3.如權(quán)利要求I所述的一種鎳基高溫合金，其特征在于，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 23. 5%, Co 7. 5%, W 7. 0%, Mo 3. 5%, Al I. 5%, Ti 2. 0%, Nb·2.5%, Mn I. 5%, Fe3. 0%, B 0. 05%, Ce I. 0%, C ≤ 0. 1%, Si ≤ 0. 2%, P ≤ 0. 008%,S ≤ 0. 008%, Ni 余量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳基高溫合金，所述高溫合金以重量百分數(shù)計由下列組份組成Cr 22.5-24.5％，Co 7.0-8.0％，W 6.5-7.5％，Mo 3.0-4.0％，Al 1.2-1.8％，Ti 1.5-2.5％，Nb 2.0-3.0％，Mn 1.0-2.0％，F(xiàn)e 2.0-4.0％，B 0.02-0.08％，Ce 0.5-1.5％，C≤0.1％，Si≤0.2％，P≤0.008％，S≤0.008％，Ni余量。
文檔編號C22C19/05GK102808114SQ20121030588
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者葉綠均 申請人:葉綠均