[發明專利]鈦基互化合金

有效

• 申請號: 201580069975.2
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN107109540B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: J-Y·古斗;J-M·P·M·弗朗謝;J-L·B·V·斯特魯都;L·杰曼;D·巴那基;V·庫馬;T·南迪
• 申請（專利權）人: 賽峰飛機發動機公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/04;C22F1/18
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張佳鑫;董慶

本發明特別涉及一種鈦基互化合金，以原子百分率計，包含：16％～26％的Al；18％～28％的Nb；0％～3％的選自Mo、W、Hf和V的金屬M；0％～0.8％的Si；0％～2％的Ta；1％～4％的Zr；滿足Fe+Ni≤400ppm；余量為Ti；所述合金中以原子百分率計的Al/Nb比在1.05～1.15的范圍內。

背景技術

本發明涉及基于鈦的互化合金。

Ti₂AlNb類的鈦基互化合金在專利申請FR 97/16057中被公開。這樣的合金呈現出高達650℃的高彈性極限，在550℃下的高抗蠕變性，以及在環境溫度下的良好的延性。盡管如此，這些合金呈現出的高溫下(650℃以上)的抗蠕變性和抗氧化性對于在渦輪機中、例如在下游盤或高壓壓縮機的葉輪中的特定應用而言是不足夠的。這些零件構成壓縮機的最熱的旋轉零件，且它們通常由比重大于8的鎳合金制成，這對于機器的重量而言是不利的。

于是，需要一種呈現出改進的高溫下的抗蠕變性的CAlNb型的新型鈦基合金。

還需要一種呈現出改進的高溫下的抗氧化性的Ti₂AlNb型的新型鈦基合金。

還需要Ti₂AlNb型的新型鈦基合金。

本發明的目的和內容

為此目的，在第一個方面，本發明提供一種鈦基互化合金，該鈦基互化合金中，以原子百分率計，包含：16％～26％的Al；18％～28％的Nb；0％～3％的選自Mo、W、Hf和V的金屬M；0％～0.8％的Si或0.1％～2％的Si；0％～2％的Ta；0％～4％的Zr；滿足Fe+Ni≤400ppm；余量為Ti。

通過具有低含量的Fe和Ni元素，本發明的合金有益地呈現出改進的高溫下的抗蠕變性。

該合金可有益地呈現出在550℃的溫度下的大于850兆帕斯卡(MPa)的彈性極限，在550℃～650℃的范圍內的高抗蠕變性，以及在環境溫度下的大于3.5％的延性和大于1000MPa的彈性極限。術語“環境溫度”應被理解為20℃的溫度。

除非有相反的描述，若在合金中存在選自Mo、W、Hf和V的多種金屬M，則應當理解為所存在的各金屬的以原子百分率計的含量的總和在規定的數值范圍內。例如，如果在合金中存在Mo和W，那么Mo的原子百分率含量加上W的原子百分率含量的和在0％～3％的范圍內。

存在的鉭以原子百分率含量計在0～2％的范圍內，這有利于降低氧化的動力學和提高合金的抗蠕變性。

在一個實施方式中，以原子百分率計，合金可滿足下述條件：Fe+Ni≤350ppm，例如Fe+Ni≤300ppm。在一個實施方式中，以原子百分率計，合金可滿足下述條件：Fe+Ni+Cr≤350ppm，例如Fe+Ni+Cr≤300ppm。優選地，以原子百分率計，合金可滿足下述條件：Fe≤200ppm，例如Fe≤150ppm，例如Fe≤100ppm。

優選地，以原子百分率計，Al/Nb比可在1～1.3的范圍內，例如在1～1.2的范圍內。

這樣的Al/Nb比有利于提高加熱時的合金的抗氧化性。

優選地，以原子百分率計，上述Al/Nb比在1.05～1.15的范圍內。

這樣的Al/Nb比有助于賦予合金良好的加熱時的抗氧化性。

優選地，以原子百分率計，上述合金可包含20％～22％的Nb。這樣的Nb含量有利于賦予合金改進的抗氧化性、改進的延性和改進的機械強度。

在一個實施方式中，以原子百分率計，合金可包含22％～25％的Al。這樣的含量有利于賦予合金改進的抗蠕變性和改進的抗氧化性。