[發明專利]一種金屬間化合物增強型低膨脹合金及制備方法

有效

• 申請號: 201611263374.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106756582B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 于一鵬;張敬霖;盧鳳雙;吳濱;羅曦;張建生;張建福
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C38/08
• 分類號: C22C38/08;C22C38/10;C22C38/14;C22C38/12;C22C38/02;C22C38/04;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種金屬間化合物增強型低膨脹合金及制備方法，屬于膨脹合金技術領域。合金成分重量百分數為Ni：32.0～38.0，Co：4.0～7.0，Ti：0.5?3.5，Nb：0.5?3.5，Si：0.30～0.60，Mn：0.2～0.5，C≤0.05，P＜0.015，S＜0.015，余量為Fe。優點在于，在?60℃～100℃的溫度范圍內易加工、低膨脹，強度高于1000MPa，膨脹系數α≤3.0×10^?6/℃。

技術領域

本發明屬于膨脹合金技術領域，特別是提供了一種金屬間化合物增強型低膨脹合金及制備方法，在-60℃～100℃的溫度范圍具有較高的強度以及較低的膨脹系數。

背景技術

低膨脹合金自19世紀末發明以來，在精密儀器儀表、導航、能源運輸等領域發揮了重要作用。進入21世紀之后，隨著科學技術的飛速發展，航天遙感器、精密激光、光學測量系統等領域對低膨脹合金提出了更高的要求，首先膨脹系數低，其次強度要高。低膨脹合金對成分較為敏感，合金元素的加入會不可避免的增加合金的膨脹系數，因此低膨脹合金難以通過固溶強化方式，在保持低膨脹系數的前提下，提高強度。添加C及碳化物形成元素Mo，V，Cr等，并通過后續的冷加工硬化，可獲得強度高于1000MPa的低膨脹合金，如日本專利昭58-77525A、昭55-131155、昭55-122855、昭55-119156A、平311548A、平6-346193A，但以上合金均須經冷變形后使用。中國專利02131205.2發明了高碳型碳化物增強低膨脹合金結構鋼，可以通過鑄造的方式制備，但是膨脹系數較高(α_20～100≥5.5×10^-6/℃)，此外由于合金碳含量較高，合金在凝固過程中易于形成粗大一次碳化物，惡化合金塑性。GH903、GH907、GH909高溫低膨脹合金，為了提高使用溫度，在合金中加入較多的Co，其強度高，但是膨脹系數也較高α_{室溫～400℃}≤8.2×10^-6/℃。目前，在-60℃～100℃的溫度范圍內，缺少一種強度高于1000MPa，膨脹系數α≤3.0×10^-6/℃的易制備高強低膨脹合金。

發明內容

本發明的目的在于提供一種金屬間化合物增強型低膨脹合金及制備方法，是低膨脹合金的基礎上，通過合金元素的優化，在-60℃～100℃的溫度范圍內，獲得一種易加工金屬間化合物增強型低膨脹合金，強度高于1000MPa，膨脹系數α≤3.0×10^-6/℃。

目前FeNiCo系合金膨脹系數α_20～100可小于1×10^-6/℃，但其強度低(小于510MPa)，通過向其中添加Ti、Nb等適量金屬間化合物形成元素，合金經通過熔煉-鍛造-熱處理后，在-60℃～100℃的溫度范圍內，獲得一種高強度、低膨脹合金。

1、本發明所涉及的合金成分見表1.

表1金屬間化合物增強型低膨脹合金成分要求