[發明專利]一種高溫合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201810840227.5
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108913952B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 巨佳;王章忠;王玨;劉壯;張保森;章曉波;毛向陽;巴志新;李旋;李華冠
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/03;C22F1/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種高溫合金，以質量百分比計，其原料及配比如下：Cr：10.1～12.5％、Ti：4.6～5.8％、Co：7.0～9.0％、Mo：2.0～2.25％、W：7.0～9.0％、Al：6.25～6.75％、Zr：≤0.03％、Fe：≤1.0％、C：0.13～0.17％、B：0.02～0.03％、Mn：≤0.2％、Si：≤0.2％、Ta：3.25～3.75％、Ni：余量。本發明還公開了一種高溫合金的制備方法。屬于高溫合金技術領域。本發明工藝制備下獲得的一種高溫合金與同類型材料相比具備較高的高溫持久壽命和優異的抗熱裂性能的優點，大大的改善了高溫合金熱裂問題。

技術領域

本發明涉及一種高溫合金及其制備方法，屬于高溫合金技術領域。

背景技術

現代燃氣渦輪發動機有50％以上的材料所采用的是高溫合金，但是我國渦輪材料的發展相對歐美等發達國家落后較多。隨著增壓器技術的發展，渦輪材料也在不斷更新換代。1988年以前，柴油機增壓器渦輪普遍采用20Cr3MoV(A)材料，該材料僅適用于低速(40000r/min左右)較大型的增壓器。隨著增壓器轉速越來越高、體積越來越小，柴油機排氣溫度逐漸達到750℃以上，該材料已不能滿足增壓器的使用要求。隨后更換為鐵基高溫合金，幾年后又更新為鎳基高溫合金，成為國內目前一般車用和船用增壓器渦輪的主要選材。

鎳基高溫合金因具有足夠的熱強性、熱穩定性和良好的抗機械疲勞、熱疲勞性能等優點，長期以來被大量用于制作汽車增壓器渦輪。由于鑄造高溫合金的結晶溫度范圍大，若其線收縮率大，其熱裂傾向也較大。增壓渦輪結構復雜，葉片和軸部截面尺寸相差極大，葉梢最薄處甚至僅有0.3mm，因此采用熔模鑄造方法澆注渦輪時，葉片極易產生熱裂，造成其工業應用中出現報廢率高、成品率低的現象，因此期望開發出一種具有抗熱裂性能優異，高溫抗氧化性能良好的新型高溫合金來解決上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，本發明提供一種高溫合金，該高溫合金抗熱裂性能優異，高溫抗氧化性能良好，利用該合金制備的汽車增壓器渦輪及其葉片成品率高，不易產生熱裂。

本發明還提供一種高溫合金的制備方法，本發明工藝制備下獲得的高溫合金與同類型材料相比，具備較高的高溫持久壽命和優異的抗熱裂性能的優點，大大的改善了高溫合金熱裂問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種高溫合金，以質量百分比計，其原料及配比如下：Cr：10.1～12.5％、Ti：4.6～5.8％、Co：7.0～9.0％、Mo：2.0～2.25％、W：7.0～9.0％、Al：6.25～6.75％、Zr：≤0.03％、Fe：≤1.0％、C：0.13～0.17％、B：0.02～0.03％、Mn：≤0.2％、Si：≤0.2％、Ta：3.25～3.75％、Ni：余量。

一種高溫合金的制備方法，具體步驟如下：

S1，配料：按上述比例配料秤重；

S2，母合金熔煉：將S1稱重好的Cr、Co、Mo、W、Zr、Fe、C、Mn、Si、Ta和Ni元素置于坩堝中進行真空感應熔煉，待添加元素完全化清后，開啟攪拌并繼續熔煉25～39min；隨后停止加熱5～30s，再向熔體中加入Al、B和Ti元素并繼續加熱10～20min，隨后停止加熱，讓液態合金隨爐冷卻，待合金熔體溫度達到1600～1700℃時向錠模中進行澆注形成母合金錠；

S3，蠟模模具準備：采用鑄件的蠟模模具壓制出所需要的鑄件臘模，隨后在鑄件臘模表面涂敷1～4mm厚的陶瓷漿料，然后在脫蠟釜中采用高溫高壓水蒸氣將臘模脫除，最后將脫除臘模的陶瓷在1400～1850℃下焙燒5～7h后制成陶瓷殼型；