[發(fā)明專利]一種鎳基高溫合金和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611146861.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106636755B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮贛江;孫乃榮;熊江英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市萬(wàn)澤中南研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22C19/05
• 分類號(hào): C22C19/05
• 代理公司: 深圳市華優(yōu)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44319
• 代理人: 李麗君

本發(fā)明提供一種鎳基高溫合金，按質(zhì)量百分比組成包括：Co：18?20％；Cr：13?15％；Al：2.6?3.4％；Ti：3.3?3.7％；Ta：1.5?2.1％；W：1.8?2.2％；Mo：2.5?3.5％；Nb：0.1?0.4％；Hf：0.1?0.3％；C：0.02?0.06％；B：0.003?0.006％；Zr：0.01?0.02％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)采用優(yōu)化Al、Ti、Nb、Ta元素來(lái)增加γ’體積分?jǐn)?shù)，從而降低高溫合金材料在高溫長(zhǎng)時(shí)間服役過(guò)程中的有害相的析出能力，提高材料的組織穩(wěn)定性。通過(guò)調(diào)整W、Mo的含量來(lái)提高固溶強(qiáng)化效果并降低TCP相含量。另外，該合金調(diào)整了元素Hf、B的含量，并增加了Ta含量，從而提高了γ’相、MC相的穩(wěn)定性，并有效改善原始顆粒邊界(PPB)的析出；因此很好的解決了高溫長(zhǎng)期服役的鎳基高溫合金產(chǎn)生有害相的傾向，提升了合金材料的疲勞性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高溫合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳基高溫合金和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件。

背景技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，高溫合金是指在600℃以上及一定應(yīng)力條件下能夠長(zhǎng)期工作的高溫金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)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。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，高溫合金在各個(gè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景，主要用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤(pán)、高壓壓氣機(jī)盤(pán)和燃燒室等高溫部件。

高溫合金材料按照制備工藝可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。高溫合金材料按基體元素主要可分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。由于鐵基高溫合金組織不夠穩(wěn)定,抗氧化性較差，高溫強(qiáng)度較差，不適合在較高溫度條件下(>800℃)應(yīng)用，通常只能在650℃以下使用；而鈷是一種重要的戰(zhàn)略資源，世界上大多數(shù)國(guó)家缺鈷，使鈷基合金的發(fā)展受到了資源的限制。因而，以鎳為基體(含量一般大于50％)的鎳基高溫合金成為了目前高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最高的一類合金，其在700-1100℃范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和良好的抗氧化性、抗燃?xì)飧g能力。鎳基高溫合金具有諸多優(yōu)點(diǎn)，一是可以溶解較多的合金元素，且能保持較好的穩(wěn)定性；二是可以形成有序的L12結(jié)構(gòu)金屬間化合物γ’-[Ni(Al,Ti,Ta)]相作為強(qiáng)化相，使合金的得到有效的強(qiáng)化，獲得比鐵基高溫合金更高的高溫強(qiáng)度；三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃?xì)飧g能力，通常其可以含有十多種元素，而Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素主要起強(qiáng)化作用。

盡管鎳基高溫合金具有優(yōu)異的高溫性能諸如：抗疲勞、耐腐蝕及抗氧化等性能，但是高溫長(zhǎng)期服役的鎳基合金在疲勞強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能方面均會(huì)出現(xiàn)明顯下降。

因而，如何提高高溫長(zhǎng)期服役的鎳基合金的高溫力學(xué)性能，成了亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種鎳基高溫合金和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，本發(fā)明提供的鎳基高溫合金在長(zhǎng)期高溫的條件下，具有較好的力學(xué)性能。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種鎳基高溫合金，按質(zhì)量百分比組成包括：

Co：18-20％；Cr：13-15％；Al：2.6-3.4％；Ti：3.3-3.7％；Ta：1.5-2.1％；W：1.8-2.2％；Mo：2.5-3.5％；Nb：0.1-0.4％；Hf：0.1-0.3％；C：0.02-0.06％；B：0.003-0.006％；Zr：0.01-0.02％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選的，所述Co的質(zhì)量百分比具體為18.5-19.5％。

優(yōu)選的，所述Cr的質(zhì)量百分比具體為13.5-14.5％。

優(yōu)選的，所述Al的質(zhì)量百分比具體為2.8-3.2％。

優(yōu)選的，所述Ti的質(zhì)量百分比具體為3.4-3.6％。