[發明專利]一種穩定鎳基單晶合金中稀土元素成分的方法

有效

• 申請號: 201710767155.1
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107619957B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 汪航;廖金發;羅富鑫;高鵬哲;尚根峰
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C19/03;B22D27/04
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 張永革

本發明涉及一種穩定鎳基單晶合金中稀土元素成分的方法，具體為一種通過在鎳基單晶高溫合金中復合添加稀土元素的方式，按照稀土La元素含量為50±10ppm，稀土Y元素含量為100±20ppm，稀土La元素與稀土Y元素含量比例為不低于1：3且不高于1：2方式添加，降低合金與型殼材料間界面反應，穩定鎳基高溫合金中稀土元素含量。本發明通過在鎳基合金中添加適量的稀土La、Y元素，有效降低了合金與型殼材料間界面反應；使鎳基高溫合金中稀土元素含量穩定，發揮稀土元素的作用，提高鎳基高溫合金的抗氧化性與高溫抗蠕變性等。

技術領域

本發明涉及一種穩定鎳基單晶合金中稀土元素成分的方法，具體為一種通過在鎳基單晶高溫合金中復合添加稀土元素的方式，穩定稀土元素的成分。

背景技術

在精密鑄造鎳基高溫合金過程中，除縮孔、疏松、熱裂紋外，表面夾雜是一類常見且難以消除的缺陷，葉片進排氣邊緣的夾雜甚至會使整個鑄件報廢。合金與鑄型間界面反應，使鑄件表面形成無法打磨的黏砂，降低葉片成品率，還影響高溫合金最終成分，削弱其性能，不利于穩定后續加工工藝。理論上通過添加稀土元素可以改善精密鑄造鎳基高溫合金制備過程中的問題，但是，生產實踐中效果往往不佳。

發明內容

通過研究發現，精密鑄造過程的界面反應會嚴重影響鎳基合金中稀土元素的最終含量，從而影響稀土元素的作用，包括除硫效果，提高鎳基高溫合金的抗氧化性與高溫抗蠕變性等。發明人反復試驗，找到一種采用復合添加稀土元素的方法，降低合金與型殼材料間界面反應，對于穩定鎳基高溫合金中稀土元素含量，提高高溫合金鑄件表面質量及性能的方法。具體技術方案為：

一種穩定鎳基單晶合金中稀土元素成分的方法，包括以下步驟：

1）取適量的鎳基單晶合金材料，添加質量為所述鎳基單晶合金材料質量50±10ppm的稀土La元素；添加質量為所述鎳基單晶合金材料質量100±20ppm的稀土Y元素；

2）制備鑄件。

進一步，步驟1）中所述稀土La元素與稀土Y元素含量比例為不低于1：3且不高于1：2。

進一步，采用定向凝固工藝制備鑄件。

本發明通過在鎳基合金中添加適量的稀土La、Y元素，有效降低了合金與型殼材料間界面反應；使鎳基高溫合金中稀土元素含量穩定，發揮稀土元素的作用，提高鎳基高溫合金的抗氧化性與高溫抗蠕變性等。

附圖說明

圖1為掃描電子顯微鏡下現有制備方法的合金圖像；

圖2為掃描電子顯微鏡下本發明制備方法的合金圖像。

具體實施方式

下面利用實施例對本發明進行更全面的說明。本發明可以體現為多種不同形式，并不應理解為局限于這里敘述的示例性實施例。

實施例1

準備相應成分（與鎳合金組成成分無關）鎳合金的母合金錠，并按照表1中的添加量，在其中添加一定含量的La與Y元素，稀土La元素含量為50ppm，稀土Y元素含量為100ppm，稀土La元素與稀土Y元素含量比例為1：2，采用定向凝固工藝制備鑄件。鑄件中稀土元素含量如表1所示。通過掃描電子顯微鏡觀察，可以得到如圖2所示的圖像，可以看出，和單獨添加稀土Y的圖像相比，復合添加稀土La、Y元素后，界面反應程度較單獨現有技術中僅添加Y元素的圖1更低，稀土元素在鎳合金鑄件中的最終成分更加穩定；從稀土成分收得量的數據也可以得到印證。

表1 鎳合金稀土元素添加量與收得量

實施例2