[發明專利]一種組織穩定性好、易加工的鎳鈷基高溫合金

有效

• 申請號: 201010505227.3
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102443721A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 崔傳勇;金濤;孫曉峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C30/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明屬于鎳基高溫合金領域，具體為一種組織穩定性好(無Ni₃Ti相析出)、易加工的鎳鈷基高溫合金，該合金可以用鑄造+鍛造(C&W)工藝和粉末冶金工藝進行加工，主要適用于高溫下(750℃)承受高應力的零部件，如航空發動機中的渦輪盤和葉片材料。

背景技術

隨著發動機性能的不斷改進，渦輪部件的工作溫度和應力也越來越高，對渦輪盤材料的承溫要求也越來越高。從目前的研究進展看，采用成本低廉的制造技術來發展使用溫度更高、裂紋擴展速率低、強度高、工藝性能好的渦輪盤合金將是未來數十年國際上的發展方向。一般來講，典型的渦輪盤合金含有0-20wt.％Co和0-5wt.％Ti，其加工工藝主要有鑄造+鍛造(C&W)工藝和粉末冶金(P/M)工藝兩種。

最近下列文獻中(文獻1：C.Y.Cui，Y.Gu，H.Harada?and?A.Sato，Microstructure?and?yield?strength?of?Udimet?720Li?alloyed?with?Co-16.9wt.％Ti，Metallurgical?and?Materials?Transactions?A，2005，36(1)p.2921；文獻2：Y.Gu，H.Harada，C.Cui，D.Ping，A.Sato?and?J.Fujioka，New?Ni-Co?base?disk?superalloys?with?higher?strength?and?creep?resistance，Scripta?Materialia，2006，55(9)，p.815；文獻3：日本專利WO2006/059805)，提出了一種新的渦輪盤合金設計觀點：在具有γ/γ′結構的鎳基盤合金基礎上(例如U720LI，RR1000，ME3，IN718)加入適量具有γ/γ′結構Co-Ti合金，發展成為一種新合金TMW。TMW合金中的鈷含量為22-31wt.％，鈦含量為5.1-7.4wt.％，它們的含量均高于現在使用的渦輪盤合金。新發展的TMW合金可以通過傳統的鑄造+鍛造工藝進行加工。

由于TMW合金中含有大量易形成η相的鈦元素，TMW合金中往往會發現η相。η相主要是以片層狀或塊狀的形式存在于TMW合金中，形成的η相會降低合金的熱加工性能。因此，如何消除TMW合金中的η相是充分發揮這種合金性能潛力的關鍵因素之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種組織穩定性好(無Ni₃Ti相析出)、易加工的含Ru鎳鈷基高溫合金，在保證合金高承溫能力的情況下，使本發明合金的組織穩定性(無Ni₃Ti相析出)和可加工性有明顯提高。

本發明的技術方案是：

一種組織穩定性好、易加工的鎳鈷基高溫合金，可以為如下之一：

(1)按重量百分比計，其化學成分為：Ru?0.1～10％，Co?22～35％，Cr?10～20％，Ta?0.10～5％，W?0.10～5％，Mo?0.10～5％，Ti?3～10％，Al0.2～5％，Zr?0.01～0.10％，V0.10～1％，Nb0.10～5％，Hf?0.1～2％，C?0.005～0.15％，Fe?0～2％，Mg?0.01～0.1％，Mn0.05～0.50％，B?0.005～0.1％，余量為Ni。

(2)按重量百分比計，其化學成分為：Ru?0.1～5％，Co?22～30％，Cr?12～18％，Ta0.10～5％，W?0.10～5％，Mo?0.10～5％，Ti?3～10％，Al0.2～5％，Zr?0.01～0.10％，V0.10～1％，Nb0.10～3％，Hf?0.1～1％，C?0.005～0.15％，Fe?0～2％，Mg?0.01～0.1％，Mn0.05～0.50％，B?0.005～0.1％，余量為Ni。

(3)按重量百分比計，其化學成分為：Ru?0.1～5％，Co?22～28％，Cr?12～17％，Ta0.10～3％，W?0.10～4％，Mo?0.10～4％，Ti?3～7％，Al?0.2～5％，Zr?0.01～0.10％，V0.10～1％，Nb0.10～2％，Hf?0.1～0.5％，C?0.005～0.15％，Fe?0.1～2％，Mg?0.01～0.1％，Mn?0.05～0.50％，B?0.005～0.1％，余量為Ni。