[發(fā)明專(zhuān)利]一種核電站傳熱管用耐點(diǎn)蝕具備液態(tài)調(diào)幅分解型鈷合金

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811164254.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109097632A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊長(zhǎng)江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C19/07
• 分類(lèi)號(hào): C22C19/07;C22C1/02;C22F1/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種核電站傳熱管用耐點(diǎn)蝕具備液態(tài)調(diào)幅分解型鈷合金。按照重量百分比,該合金的成分為:Zr:2.0?2.5wt.%,In:4.0?5.0wt.%,Ag:0.5?0.8wt.%,Mo:0.2?0.4wt.%,Ti:1.5?3.0wt.%,Si:2.0?3.0wt.%,Ce:0.2?0.4wt.%,Th:0.3?0.5wt.%，余量為鈷。該材料為高溫極端環(huán)境下用耐腐蝕的鈷合金提供了一種新穎的材料學(xué)解決方案，也就是提供了一種具有優(yōu)異鑄造性能的鈷合金。該合金的實(shí)施和產(chǎn)業(yè)化會(huì)大大推動(dòng)我國(guó)在核電領(lǐng)域?qū)Ω叨蒜捄辖鸩牧系母潞蜕虡I(yè)升級(jí)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種鈷合金。

背景技術(shù)

高溫合金又稱(chēng)熱強(qiáng)合金、耐熱合金或超級(jí)合金，是以Fe, Co和Ni為基體，并且在600度以上使用時(shí)能夠承受較大復(fù)雜應(yīng)力，同時(shí)保持表面穩(wěn)定的奧氏體合金材料。由于具有好的耐熱性、高強(qiáng)度、優(yōu)異的延展性、熱加工性、焊接性、耐疲勞及抗腐蝕性能，高溫合金應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如石油化工領(lǐng)域、熱電領(lǐng)域、核電領(lǐng)域、交通運(yùn)輸領(lǐng)域、航空航天和國(guó)防領(lǐng)域等。尤其是如今頂尖航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，高溫合金的使用量為整個(gè)的50%左右。

高溫合金起源于二十世紀(jì)三十年代，因?yàn)楹娇蘸教斓墓r要求用耐高溫材料來(lái)制備渦輪增壓器，所以出現(xiàn)了高溫合金。在這以后，人們急需使燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)一步提升，從而使高溫合金質(zhì)量隨著需求的增加而快速進(jìn)步。所以，高溫合金的進(jìn)步跟渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步密不可分。按照合金的基體元素種類(lèi)，高溫合金可以分為三類(lèi)：鐵基、鎳基及鈷基高溫合金。其中鐵基高溫合金工作溫度多在600-800度；鎳基高溫合金工作溫度多為650-1000度；鈷基高溫合金工作溫度多為730-1100度。

鈷基高溫合金主要是指以高合金化的面心立方鉆基固溶體為基體，以碳化物為主要強(qiáng)化相的一類(lèi)合金。鈷基高溫合金與鎳和鐵基高溫合金相比具有以下特性:(1)更高的熔化溫度;(2)更平坦的持久強(qiáng)度-溫度曲線，可以在更高的溫度承受應(yīng)力作用; (3)更加優(yōu)秀的抗燃機(jī)氣氛熱腐蝕性能; (4)更為良好的抗熱勞特性; (5)較好的焊接性能。因此作為制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)和艦船燃?xì)廨啓C(jī)的導(dǎo)向葉片、噴嘴導(dǎo)葉及柴油機(jī)噴嘴材料，鈷基高溫合金具獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

一般而言，由于液態(tài)金屬的密度大于固態(tài)的密度，合金在凝固過(guò)程中會(huì)發(fā)生體積收縮。很顯然，這些密度的差異會(huì)導(dǎo)致凝固過(guò)程中大量鑄造孔洞的生成。此外，合金在凝固過(guò)程中由于先析出相形成了枝晶主干和側(cè)枝而使得后來(lái)的熔體不能有效地填補(bǔ)枝晶間的空隙，也會(huì)促使孔洞和疏松的生成。因而，多元合金在凝固時(shí)鑄件的鑄造密實(shí)度一直是材料學(xué)上的難點(diǎn)。通常，對(duì)于鑄造合金而言，人們會(huì)選擇多元共晶點(diǎn)附近的成分，使得合金的凝固過(guò)程中有固定而單一的相轉(zhuǎn)變溫度，因?yàn)楣簿囟仁枪潭ǖ?。這樣不僅使得鑄件在大范圍內(nèi)合金成分均勻，而且由于共晶相的相互協(xié)調(diào)生成而使得鑄造的孔洞和疏松達(dá)到了最小化。

由于鈷合金在高溫呈現(xiàn)的極其優(yōu)異的物理，力學(xué)和化學(xué)性能，國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)對(duì)鈷合金進(jìn)行了廣泛而又詳盡的研究，并產(chǎn)業(yè)化了一系列鑄造用鈷合金和變形用鈷合金。但是這些鈷合金一般在使用狀態(tài)下呈現(xiàn)出fcc相的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化需要靠在fcc相中形成碳化物來(lái)進(jìn)行高溫強(qiáng)化。這些鈷合金在推廣后不僅使得相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)成為可能，也大大促進(jìn)性相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。

隨著當(dāng)今世界的發(fā)展以及人民生活水平的提高，對(duì)高性能鈷合金材料以及使用于極端環(huán)境先進(jìn)鈷合金材料的需求也越來(lái)越多?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是鈷基合金會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域和國(guó)防領(lǐng)域展現(xiàn)出更為廣闊的應(yīng)用前景。進(jìn)行合金新材料的創(chuàng)新離不開(kāi)合金結(jié)構(gòu)和成分設(shè)計(jì)，而材料的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)是解決該類(lèi)問(wèn)題的主要方法。通過(guò)優(yōu)化合金元素的篩選和成分確定，不僅可以達(dá)到所需要的各種性能指標(biāo)，還會(huì)降低合金冶煉和加工的生產(chǎn)成本和對(duì)設(shè)備的要求。該類(lèi)產(chǎn)品不僅使用壽命有了進(jìn)一步的提高，還便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種核電站傳熱管用耐點(diǎn)蝕具備液態(tài)調(diào)幅分解型鈷合金。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：