[發明專利]一種低密度、高組織穩定性的鈷基高溫合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201810301030.4
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108385010B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 付華棟;謝建新;張毅
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C19/07;C22C1/03
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種低密度、高組織穩定性的鈷基高溫合金，其特征在于合金化學成分按原子百分數為：5-11%Al，0.01-3%W，20-35%Ni，8-18%Cr，1-6%Mo，0.01-1%Si，0.01-1%B，0.01-1%C，0.01-1%Zr，0.01-1%Hf，Y或Ce或La中任選一種且含量為0.01-1%，0-2%Ta，0-4%Ti，0-4%Fe，0-4%Nb，余量為Co；

上述低密度、高組織穩定性的鈷基合金，是一類γ′相強化鈷基高溫合金，該類合金主要依靠與基體共格的γ′-Co₃(Al,W)相來強化；

合金經固溶處理、700-900℃時效1000-3000h后仍然保持穩定的γ/γ′兩相組織；

該合金與同類γ′相強化變形鈷基高溫合金相比，密度降低了0.2-0.5g/cm³，熱加工區間與難變形鎳基高溫合金U720Li相比提高了100-150℃，室溫硬度與U720Li合金相當。

2.如權利要求1所述低密度、高組織穩定性的鈷基高溫合金的制備方法，其特征在于包括中間合金熔煉和合金熔煉過程，制備步驟如下：

（1）首先熔煉Co-Mo-W-Ta-Nb中間合金，降低合金熔點，防止熔煉過程中出現高熔點合金熔化不充分的現象；同時將含量較少的合金元素，Si、B、C、Zr、Hf、Y/Ce/La，一起加入中間合金，以增加這些低含量元素的均勻性；

（2）將除Al、Ti元素以外的合金元素單質Ni、Cr、Fe與中間合金一起放入坩堝中，而將易氧化的Al、Ti元素放入料斗中，以便在熔煉過程中加入；

（3）采用真空感應爐進行熔煉，當爐內真空度低于5×10^-2Pa時，開始小功率送電加熱排除原料上的附著氣體，繼續抽真空到1×10^-2Pa時，進行大功率快速升溫到1500℃-1600℃，保溫10分鐘，然后降低溫度至1300℃-1400℃，保溫5分鐘，加入料斗中的Al、Ti元素，接著立刻快速升溫到1500℃-1600℃，保溫10-15分鐘后澆注，制備成鈷基高溫合金鑄錠。