[發(fā)明專利]一種鈷鉻鉭合金及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811258771.5 | 申請日： | 2018-10-26 |
| 公開（公告）號： | CN109161729B | 公開（公告）日： | 2020-12-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 任富增;趙璨璨;儲康杰 | 申請（專利權(quán)）人： | 南方科技大學(xué) |
| 主分類號： | C22C19/07 | 分類號： | C22C19/07;C22C30/00;C22C1/04 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 潘登 |
| 地址： | 518000 廣東省*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鈷鉻鉭 合金 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種鈷鉻鉭合金及其制備方法，所述鈷鉻鉭合金為以ε相為基體相，laves相為強化相；按質(zhì)量百分含量計，所述合金由以下組分組成：鉻20?35％，鉭5?20％，余量為鈷。本發(fā)明利用高能球磨+放電等離子體燒結(jié)的方式制得了上述超細(xì)晶鈷鉻鉭合金，該合金材料硬度高達(dá)400?950HV，壓縮強度為1?2.5Gpa，常溫下與氧化鋁磨盤對磨的磨損率為1.5?3×10?5mm3N?1m?1，600℃下與氧化鋁磨盤對磨的磨損率為0.6?3×10?4mm3N?1m?1，與傳統(tǒng)鈷基高溫耐磨合金相比，具有更高的高溫穩(wěn)定性、強度、硬度及更優(yōu)的耐磨性，具有良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及高溫合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兼具耐磨損和高強度的鈷鉻鉭合金及其制備方法。
背景技術(shù)
高溫合金是指在600℃以上的高溫下服役的合金總稱，一般具有高強度、低蠕變、良好的抗氧化性、抗硫化性、耐熱腐蝕性、耐疲勞性以及長期組織穩(wěn)定性等特性。常用的高溫合金按基體元素可分為鐵基、鎳基、鈮基和鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金發(fā)展最快，使用最廣；其次是價格低廉的鐵基高溫合金，但它們的耐熱腐蝕性及抗熱疲勞性均欠佳，成為限制其廣泛應(yīng)用的一個瓶頸。鈮基高溫合金具有較好的高溫強度和低溫韌性，以及較低的密度，但由于價格過高，目前鈮基高溫合金還不能大規(guī)模工業(yè)化。
鈷基高溫合金與鎳基與鐵基高溫合金相比，具有較好的耐熱腐蝕性、抗熱疲勞性以及焊接性，與鈮基高溫合金相比，具有相對低廉的制造成本，因此近年來鈷基高溫合金的發(fā)展得到了越來越多的關(guān)注。
CN104046850A公開了一種鈷基高溫合金，所述的鈷基高溫合金通過在以鈷為基的鈷基合金中添加鎳、鉻、鎢、鉭以及鑭等金屬元素，改善了鈷基高溫合金的品質(zhì)。CN103045910A公開了一種具有γ/γ'兩相結(jié)構(gòu)且γ'相高溫穩(wěn)定的鈷基高溫合金，該鈷基高溫合金通過L12型γ'相高溫強化，γ'形貌為立方狀且體積分?jǐn)?shù)大于60％，其均勻分布在γ相中，具有更高的使用溫度。CN101671785A公開了一種耐高溫鈷基高溫合金，按重量％計包括：25-28W，3-8Al，0.5-6Ta，0-3Mo，0.01-0.2C，0.01-0.1Hf，0.001-0.05B，0.01-0.1Si，其余的為鈷和制造引起的雜質(zhì)。通過γ'析出和其它的析出機制而得到增強，改善了其在高溫下的強度值。
由于缺乏金屬間化合物析出強化機制，傳統(tǒng)的鈷基高溫合金存在中高溫強度不足的缺點。近年來出現(xiàn)了通過γ'相強化的鈷基高溫合金，其高溫強度有了一定的提升，但γ'相在高溫下的穩(wěn)定性仍需加強。目前的鈷基高溫合金有一個普遍的特點，其基體相為γ相(fcc結(jié)構(gòu))或者γ相+少量ε相(hcp結(jié)構(gòu))，其中ε相為低溫相，當(dāng)溫度升至422℃以上會轉(zhuǎn)變?yōu)棣孟唷＆畔啾圈孟嗑哂懈玫膹姸燃澳湍バ裕绻苁功畔嘣诟邷胤€(wěn)定化，并通過細(xì)化晶粒和晶界強化等策略，制備超細(xì)晶鈷基合金，且抑制其在高溫服役環(huán)境中的晶粒長大，則能突破鈷基高溫合金目前的應(yīng)用瓶頸，這對新型鈷基高溫合金的發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈷鉻鉭合金及其制備方法，利用高能球磨+放電等離子體燒結(jié)的方式制得了一種超細(xì)晶鈷鉻鉭合金，該合金材料以ε相為基體相，以laves相為強化相，與傳統(tǒng)鈷基高溫耐磨合金相比，具有更高的高溫穩(wěn)定性、強度、硬度及更優(yōu)的耐磨性，具有良好的應(yīng)用前景。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明提供了一種鈷鉻鉭合金，所述鈷鉻鉭合金為以ε相為基體相，laves為強化相；按質(zhì)量百分含量計，所述合金由以下組分組成：鉻20-35％，鉭5-20％，余量為鈷。
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