[發明專利]奧氏體耐熱鎳基合金

無效

• 申請號: 200880119914.2
• 申請日: 2008-11-25
• 公開（公告）號: CN101896630A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: J·克勞爾;B·德伯爾;D·馳拉格爾
• 申請（專利權）人: 蒂森克魯普德國聯合金屬制造有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 鄧毅

本發明涉及奧氏體耐熱鎳基合金。

海軍工程研究所以“會刊”Diesel?Engine?Combustion?ChamberMaterials?for?Heavy?Fuel?Operation，1990介紹了涉及當時的現有技術以及近年來在閥材料領域中進行的深入的研究和開發工作的概要。據此為了該應用主要制造了具有以下成分的合金80A(以質量％計)：0.08％的C，19.5％的Cr，75％的Ni，1.4％的Al以及2.4％的Ti。

偶爾也使用具有如下成分的合金81(以質量％計)：0.05％的C，30％的Cr，66％的Ni，0.9％的Al以及1.8％的Ti。在某些情況下所述合金用作閥基材，其中在閥座部分額外地涂覆耐磨損材料，如例如在EP-B?0521821中所描述的那樣。該出版物給出了該基材的如下化學組成(以質量％計)：0.04-0.10％的C，≤1.0％的Si，≤0.2％的Cu，≤1.0％的Fe，≤1.9％的Mn，18-21％的Cr，1.8-2.7％的Ti，1.0-1.8％的Al，≤2.0％的Co，≤0.3％的Mo、B、Zr，余量為Ni。此外，提出了所述合金的變體另外還具有29-31％的Cr。

在目前低于750℃的使用溫度下，合金80A的突出之處在于在LCF-試驗中具有更長的使用壽命和更好的耐磨性，而合金81由于在這樣的條件(如例如在船用柴油發動機中所遭遇的那種條件)下具有更好的耐腐蝕性而通過了測試。也就是說，這些合金中的每一種都具有其特殊的優點，但沒有一種合金滿足對機械性能和腐蝕性能提出的所有要求。采用額外的涂層的補救措施帶來了另外的不期望的制造成本和材料成本。在成本觀點下，粉末冶金的制造途徑也是不利的。此類成本應盡可能避免。

不僅US-A?6,139,660而且US-A?6,039,919也與此相關，它們描述了一種用于柴油發動機的進入閥和排出閥的合金，其具有如下組成：≤0.1％的C，≤1.0％的Si，≤0.1％的Mn，≥25％-≤32.2％的Cr，≤3％的Ti，≥1-≤2％Al，余量為Ni。但是所述合金也不具有足夠的耐熱腐蝕性。此外，未來更高功率的發動機，如船用柴油發動機，在最高至約850℃的溫度下運行，這也對閥材料提出了更高的要求，特別是應當保持使用壽命并且也不期望額外的維護工作。

通過DE-C?10123566已知一種奧氏體耐熱鎳基合金，其具有如下組成(以質量％計)：0.03-0.1％的C，最高0.005％的S，最高0.05％的N，25-35％的Cr，最高0.2％的Mn，最高0.1％的Si，最高0.2％的Mo，2-3％的Ti，0.02-1.1％的Nb，最高0.1％的Cu，最高1％的Fe，最高0.08％的P，0.9-1.3％的Al，最高0.01％的Mg，0.02-0.1％的Zr，最高0.2％的Co，其中Al+Ti+Nb之和≥3.5％，余量為Ni以及制備過程造成的雜質。該合金的特點在于添加(以質量％計)0.001-0.005％的B，0.01-0.04％的Hf以及0.01-0.04％的Y。

本發明的目的在于，提供耐溫度最高至850℃熱腐蝕的、機械性能不次于合金80A的材料。

該目的通過具有如下成分(以質量％計)的奧氏體耐熱鎳基合金得以實現：

0.03-0.1％的C

28-32％的Cr

0.01-≤0.5％的Mn

0.01-≤0.3％的Si

0.01-≤1.0％Mo

2.5-3.2％的Ti

0.01-≤0.5％的Nb

0.01-≤0.5％的Cu

0.05-≤2.0％的Fe

0.7-1.0％的Al

0.001-≤0.03％的Mg

0.01-≤1.0％的Co

0.01-0.10％的Hf

0.01-0.10％的Zr

0.002-0.02％的B

0.001-0.01％的N

最高0.01％的S

最高0.005％的Pb

最高0.0005％的Bi

最高0.01％的Ag

余量為Ni和制備過程造成的雜質，其中，

Ti+Al之和為3.3-4.3％，

C+(10×B)之和為0.05-0.2％，

Hf+Zr之和為0.05-0.15％，

以及Ti/Al的比值＞3。

本發明的耐最高至850℃熱腐蝕的鎳基合金的有利的改進技術方案可以由所附的從屬權利要求得到。