[發(fā)明專利]鎳-鈷合金

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480006114.5
• 申請(qǐng)日: 2014-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105143482B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B.格赫曼;J·克勒沃;T·費(fèi)多洛瓦;J·羅斯勒爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: VDM金屬有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 汪宇偉

Ni?Co?合金，所述合金具有30至65重量％Ni、>0?最多10重量％Fe、>12至<35重量％Co、13至23重量％Cr、1至6重量％Mo、4至6重量％Nb+Ta、>0?<3重量％Al、>0至<2重量％Ti、>0–最多0.1重量％C、>0–最多0.03重量％P、>0–最多0.01重量％Mg、>0–最多0.02重量％B、>0–最多0.1重量％Zr，所述合金滿足以下所列出的要求和標(biāo)準(zhǔn)：a)在3原子％＜Al+Ti(原子％)＜5.6原子％以及11.5原子％＜Co＜35原子％的情況下，900℃＜γ'?固溶溫度＜1030℃；b)在800℃時(shí)效處理退火500h之后的穩(wěn)定組織和比例Al/Ti>5(基于以原子％計(jì)的含量)。

本發(fā)明的主題涉及鎳-鈷合金。

燃?xì)鉁u輪機(jī)中的旋轉(zhuǎn)盤的重要金屬材料是鎳合金Alloy 718。在表1中列出根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AMS 5662的所述合金Alloy 718的化學(xué)組成。

在表2中列出根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AMS 5662的合金Alloy 718必須滿足的機(jī)械性質(zhì)的要求。此外，對(duì)于用作航空渦輪機(jī)中的旋轉(zhuǎn)盤而言，要求按照蠕變測(cè)試在650℃的溫度和550 MPa的負(fù)荷在35h的負(fù)載時(shí)間之后(在還更高的要求下在100h之后)<0.2％的伸長(zhǎng)以及在疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)(低循環(huán)疲勞，Low Cycle Fatigue/LCF-測(cè)試)中預(yù)期直至斷裂的高循環(huán)數(shù)。在此，取決于測(cè)試條件，要求幾萬(wàn)次循環(huán)直至大于十萬(wàn)次循環(huán)的循環(huán)數(shù)，所述測(cè)試條件基于不同的盤設(shè)計(jì)而指定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AMS5662，必須滿足在三階段退火之后的機(jī)械要求：在介于940和1000℃之間的退火溫度的一階段固溶退火+在720℃時(shí)效硬化8 h+620℃維持8 h。

兩個(gè)析出相實(shí)質(zhì)上對(duì)鎳合金Alloy 718的高的強(qiáng)度特性負(fù)責(zé)。這一方面是γ-相Ni₃Nb和另一方面為γ'-相Ni₃(Al,Ti)。第三基本析出相是δ-相，其將合金Alloy 718的應(yīng)用溫度限制在650℃的最高溫度，因?yàn)楦哂谠摐囟葋喎€(wěn)的γ”-相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的δ-相。通過(guò)該轉(zhuǎn)化，材料損失其蠕變強(qiáng)度特性。然而，在材料Alloy 718從再熔煉鑄錠到經(jīng)鍛造的鋼坯的半成品的制造過(guò)程中，δ-相在鍛造工藝期間具有重要作用，從而實(shí)現(xiàn)非常細(xì)晶粒的均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。在δ-相的析出溫度范圍內(nèi)鍛造溫度的情況下，在晶粒細(xì)化中產(chǎn)生小份額的δ-相的析出。鋼坯組織的該小晶粒仍然存在或者由于在尤其是渦輪機(jī)盤的制造時(shí)的熱加工而還是細(xì)晶粒的，雖然在該情況下從低于δ-相-固溶溫度的溫度開(kāi)始鍛造。非常細(xì)晶粒的組織是在LCF測(cè)試的情況下直至斷裂的非常高的循環(huán)數(shù)的前提條件。因?yàn)楹辖餉lloy 718的γ’-相的析出溫度比大約1020℃的δ-相-固溶溫度低得多，所述合金Alloy 718具有寬的成型溫度窗口，從而使得從鑄錠鍛造成鋼坯或從鋼坯鍛造成渦輪機(jī)盤在由于γ'-相析出的可能的表面斷裂方面是沒(méi)有困難的，在非常低的溫度鍛造時(shí)可能出現(xiàn)所述表面斷裂。因此，合金Alloy718在熱成型工藝方面是非常好的。然而，不足之處在于合金Alloy 718的直至650℃的相對(duì)低的應(yīng)用溫度。

另一種鎳合金“Waspaloy”由于在直至約750℃的較高溫度的良好 的組織穩(wěn)定性而出眾并且因此提供比合金Alloy 718高約100 K的應(yīng)用溫度。合金Waspaloy由于元素Al和Ti的更高的合金份額而達(dá)到了在高至更高的溫度的組織穩(wěn)定性。由此，合金Waspaloy具有γ’-相的高的固溶溫度，這使得較高的應(yīng)用溫度成為可能。合金Waspaloy的化學(xué)組成在表3中根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AMS 5704列出。