[發明專利]一種Ni?Cr?Mo系高溫合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610591828.8
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN106011541B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 李建;雷德江;黃志永;劉永新;丁勇;張華國
• 申請（專利權）人: 四川六合鍛造股份有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/02;C22B9/18
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙)51238
• 代理人: 黎祖琴

技術領域

本發明涉及一種高溫合金材料及其制備方法，具體為一種Ni-Cr-Mo系高溫合金材料及其制備方法，屬于合金材料應用技術領域。

背景技術

高溫合金材料指在760--1500℃以上及一定應力條件下長期工作的高溫金屬材料，具有優異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，已成為軍民用燃氣渦輪發動機熱端部件不可替代的關鍵材料，渦輪葉片是燃氣輪機的關鍵部件，為了提高發動機的效率，必須不斷提高渦輪燃氣進口溫度。一般葉身部分的溫度達650℃以上，甚至高達980℃，葉根部分的溫度也高達700℃以上。而且渦輪葉片承受氣動力和離心力的作用，產生拉應力和彎曲應力，同時燃氣流的高速脈沖，使葉片產生震動應力。葉身部分承受的拉應力平均為140Mpa，葉根部分承受的拉應力達280Mpa以上葉片在航空技術領域，航空發動機的熱部件中，葉片材料的使用條件最為苛刻。

而目前的高溫合金材料制備方法制取的葉片材料在使用過程中，在常溫下使用時，材料的抗拉強度小于700N/mm²，屈服強度小于640N/mm²，伸長率小于3％，使材料的高溫拉伸強度、持久強度和蠕變強度低，在高溫（705±3℃）下使用時，材料的抗拉強度小于650N/mm²，屈服強度小于550N/mm²，伸長率小于3.5％，高溫持久性能差，此外沒有良好的機械疲勞、熱疲勞性能、抗氧化性能、抗熱腐蝕性能也比較低以及沒有良好的塑性。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種Ni-Cr-Mo系高溫合金材料及其制備方法，滿足在復雜工作環境下的使用要求。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的，一種Ni-Cr-Mo系高溫合金材料及其制備方法，以重量百分比計，包括C：0.10%~0.20%、Cr：14.0%~17.0%、Mo：4.50%~6.0%、Co：0.1%~0.20%、Al：2.50%~3.50%、Ti：1.50%~2.50%、B：0.025%~0.07%、Fe：8.0%~12.0%以及余量為Ni；

其制備方法步驟如下：

步驟A、按組分比例稱量原料，然后于真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1460~1490℃，在熔煉過程中調節各元素的含量，使其重量比符合設計要求，溶液澆注成自耗電極；

步驟B、將步驟A中所得的自耗電極進行重熔精煉，重熔成電渣錠；

步驟C、將步驟B中所得的電渣錠加熱至1120~1160℃，保溫2~3小時，用壓機鍛造制成所需棒材或型材；

步驟D、將步驟C所得的棒材采用探傷設備檢查棒材芯部及表面缺陷，將無缺陷棒材加熱至1120℃保溫2小時后，經油冷或空冷至室溫；并將棒材再加熱至930℃～1000℃，保溫16小時后空冷至室溫；得到滿足本發明設計需求的合金材料。

優選的，所述步驟B重熔精煉在可控氣氛電渣爐中進行。

優選的，步驟C中所述壓機為液壓力快鍛機。

優選的，所述步驟B中，電極重熔時，控制熔速為4.2~4.8Kg/min。

優選的，所述雜質為：以重量百分比％計，P≤0.025%、S≤0.015%、Mn≤0.15%、Si≤0.60% 、Cu≤0.10%。

本發明的有益效果是：該種Ni-Cr-Mo系高溫合金材料及其制備方法制備的不銹鋼材料組織均勻，能穩定控制鐵素體含量≤0.5%，從而較大的提高了合金材料的耐蝕性能及服役壽命，本發明的合金材料具有優異的耐高溫性能和力學性能，在室溫25℃下材料的抗拉強度σ_b≥700N/mm²，屈服強度σ_0.2≥640N/mm²，伸長率δ₅≥3％；高溫（705±3℃）下材料的抗拉強度σ_b≥650N/mm²，屈服強度σ_0.2≥550N/mm²，伸長率δ₅≥3.5％；高溫持久性能：應力240Mpa、溫度815℃，持久斷裂時間≥75h，伸長率δ₅≥5％，有良好的經濟效益和社會效益，適合推廣使用。

具體實施方式