[發明專利]一種Ni基耐高溫合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201310060895.3
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103074524A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 王玲;于永泗;姚義俊;婁瑯洪;朱耀宵
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22F1/10
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術領域

本發明涉及航空、航天、軍工、熱電廠等使用的發動機、燃氣輪機等高溫材料領域，具體涉及一種Ni-Cr-Co耐高溫合金材料及其制備方法。

背景技術

Rene’220合金是美國在Ni-Cr-Fe基合金Inconel718基礎上研制的的一種Ni-Cr-Co基耐高溫合金，與Inconel718相比，Rene’220合金中用Co代替Fe，增加了Ta含量。由于新合金中去掉了Fe，降低了有害相Laves的影響。而且用Co代替Fe后，合金的持久壽命得以很大提高。Ta的增加使合金在時效中形成大量的析出強化相，彌補了由于去掉Fe而帶來的強度損失。Rene’220合金的成分設計增加了強化相γ”的穩定性，承受高溫能力提高了50℃，同時保持了與Inconel718同樣優秀的鑄造工藝和焊接工藝性能。

但是，Rene’220合金的高溫持久壽命及高溫機械性能并不能完全滿足航空、航天、軍工、熱電廠等使用的發動機、燃氣輪機的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種Ni基耐高溫合金。

本發明的另一目的是提供Ni基耐高溫合金的制備方法，采用該方法能夠使合金材料組織中的γ”數量多且均勻分布，使合金材料具有良好的高溫機械性能。

一種Ni基耐高溫合金，按照重量百分含量由下列物質組成：?C?0.02-0.03%，Cr?18-19%，Co?12-13%，Nb?4.5-4.8%，Mo?3.2-3.3%，Al?0.4-0.6%，Ti?0.8-1.2%，Ta?2.5-3.0%，B??0.008-0.011%，余為Ni。

一種所述Ni基耐高溫合金的制備方法，包括如下步驟：

（1）??????按照合金的組成配料；

（2）??????將配好的料放入真空感應爐中冶煉得到合金液，澆鑄后得到合金錠；

（3）將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至1135-1145℃，保溫3.5-4.5小時，空冷；將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至1085-1095℃，保溫0.8-1.5小時，空冷；將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至940－960℃，保溫1.5－2.5小時，空冷；將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至820-840℃，保溫3.5-4.5小時，空冷即得所述耐高溫Ni基合金。

有益效果：

采用本發明方法制備的的Ni基耐高溫合金，其組織中枝晶間和枝晶干都析出了γ”，數量較多，而且由枝晶間向枝晶干過渡的區域沒有分布密度的突變，分布相對均勻，這樣的組織具有較長的高溫持久壽命，在拉伸過程中具有好的機械性能。

附圖及簡單說明

圖1為合金2的電鏡圖。

圖2為合金4的電鏡圖。

具體實施方式

若無特殊說明，下述實施例中的百分數均為重量百分含量。

實施例1

配方1：C?0.03%，Cr?18.8%，Co?12%，Nb?4.5%，Mo?3.2%，Al?0.5%，Ti?1.0%，Ta?3.0%，?B?0.008%，余為Ni。

按照配方1配料，放入真空感應爐中冶煉得到合金液。將合金液在澆鑄溫度為1390℃，模溫960℃條件下澆鑄，約在10分鐘內冷卻至室溫，得到合金錠。

將合金錠依次進行如下的處理：

前期處理：將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至1140℃，保溫4小時，使合金均勻化，取出空冷；將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至?1090℃，保溫1小時，取出空冷。

中間處理：將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至?950℃，保溫2小時，取出空冷。

時效處理：將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至830℃，保溫4小時，取出空冷，即得合金1。合金1的組織中析出了大量的短條狀的強化相γ”。

實施例2

配方2：C?0.03%，Cr?18.8%，Co?12%，Nb?4.8%，Mo?3.2%，Al?0.5%，Ti?1.0?%，Ta?3.0%，?B?0.010%，余為Ni。

按照配方2配料，放入真空感應爐中冶煉得到合金液。將合金液在澆鑄溫度為1390℃，模溫960℃條件下澆鑄，約在10分鐘內冷卻至室溫，得到合金錠。

將合金錠依次進行如下的處理：

前期處理：將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至1140℃，保溫4小時，使合金均勻化，取出空冷；將合金錠置于熱處理爐中，加熱升溫至?1090℃，保溫1小時，取出空冷。