[發(fā)明專利]一種鎳基單晶高溫合金系列Nideal4合金系列及其應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711266326.9 | 申請日： | 2017-12-05 |
| 公開（公告）號： | CN108070741A | 公開（公告）日： | 2018-05-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張宇;馬啟慧;王清;董紅剛;董闖 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連理工大學(xué) |
| 主分類號： | C22C19/05 | 分類號： | C22C19/05;C22C1/03;C22F1/10 |
| 代理公司： | 大連星海專利事務(wù)所有限公司 21208 | 代理人： | 楊翠翠;花向陽 |
| 地址： | 116024 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 合金系列 鎳基單晶高溫合金 基體元素 析出相 合金 原子百分比 成分確定 成分系列 持久壽命 高溫合金 理想配比 構(gòu)建 稀土 應(yīng)用 | ||
一種鎳基單晶高溫合金系列Nideal 4合金系列及其應(yīng)用，屬于高溫合金技術(shù)領(lǐng)域。該合金成分系列包括類Ni元素、形成γ′析出相的元素、形成γ基體元素和Al元素，類Ni元素選用Ni、Co、Re、Ru、Ir、Fe、Pt、Pd、Os、Rh、Tc中的一種或幾種，占比70.6±1.5at.％。形成γ′析出相的元素選用Ti、V、Nb、Ta、Zr、Hf中的一種或幾種，占比2.9±0.1at.％。形成γ基體元素選用Cr、Mo、W中的一種或幾種，占比14.7±0.2at.％，Al元素的原子百分比總量為11.8±0.2at.％。在主要合金的成分確定之后，還選用Mg、Si、C、B以及La、Ce、Y稀土中的一種或幾種，占比0.5at.％以內(nèi)。由理想配比構(gòu)建的該類合金系列稱為Nideal 4合金系列，具有高承溫能力和長持久壽命。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鎳基單晶高溫合金系列Nideal 4合金系列及其應(yīng)用，屬于高溫合金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
高溫合金主要是指以鐵、鈷和鎳為基，能在600℃上的環(huán)境下依然能保持較高性能的一種高溫結(jié)構(gòu)材料。這種材料具有較長的持久壽命、良好的抗氧化能力、較高的承溫能力和抗腐蝕能力以及良好的疲勞性能和斷裂韌性。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)了良好的應(yīng)用前景，尤其在航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的相關(guān)高溫部件。
按照制備工藝，高溫合金可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金(包括氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金)。按照金屬材料基體，主要分為鐵基高溫合金、鈷基高溫合金和鎳基高溫合金。鐵基高溫合金由于組織穩(wěn)定性和抗氧化性相對較差，高溫強(qiáng)度不足，不能在更高的溫度下使用，只能在中溫條件(600～800℃)條件下使用。而鈷是一種重要的戰(zhàn)略性資源，世界大多數(shù)國家鈷資源稀缺。因此，以鎳為基體的鎳基高溫合金成為目前高溫合金中應(yīng)用最廣的一類合金，其在650～1000℃范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和較強(qiáng)的抗氧化性。鎳基高溫合金具有許多優(yōu)點(diǎn)，首先可以固溶較多的合金元素，且能保持較好的穩(wěn)定性；其次可以形成γ′-Ni
其中，鎳基高溫合金的發(fā)展開始于變形高溫合金。如Nimonic 80和Waspaloy，這兩類合金在1000小時(shí)壽命/137MPa下的承溫能力分別為740℃和854℃。然后，提高承溫能力的同時(shí)變形抗力也增加。為了突破變形工藝的束縛，科研人員研發(fā)出了等軸晶鑄造合金，如René80和Mar-M246，1000小時(shí)壽命/137MPa下的承溫能力分別為945℃和985℃，提高了將近100℃。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，鎳基高溫合金葉片的工作壽命受垂直于應(yīng)力軸晶界(橫向晶界)的影響，因此通過定向凝固技術(shù)，消除橫向晶界，研發(fā)出定向凝固柱晶高溫合金，如Mar-M247和Mar-M200Hf，承溫能力提高到了960℃和980℃。定向凝固柱晶高溫合金的晶界方向與應(yīng)力方向平行，因此提高鎳基高溫合金的承溫能力。但晶界在高溫條件下是薄弱環(huán)節(jié)。因此，通過相關(guān)技術(shù)手段去除晶界，制備出單晶高溫合金，如Nasair 100,承溫能力達(dá)到1020℃。為了控制成本并保證承溫能力，本發(fā)明研發(fā)出一種性能優(yōu)異的單晶高溫合金。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于現(xiàn)有鎳基高溫合金的成分，找出鎳基高溫合金的成分規(guī)律和性能參數(shù)，最終確定具有高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的鎳基單晶高溫合金的成分系列，并命名為Nideal 4合金系列。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于大連理工大學(xué)，未經(jīng)大連理工大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201711266326.9/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
