[發明專利]一種鎳基高溫合金及由合金形成的物品

在審

• 申請號: 201811622346.X
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109706346A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 瞿宗宏;宋嘉明;白瑞敏;羅成;李安;賴運金;王慶相;梁書錦;張平祥
• 申請（專利權）人: 西安歐中材料科技有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/02;F01D25/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發明公開的一種鎳基高溫合金，按照質量百分比包括如下組分：C為0.04％～0.08％；Co為14.5％～15.5％；Cr為10.5％～11.5％；W為5.6％～6.3％；Mo為1.5％～2.5％；Al為3.4％～4.0％；Ti為3.4％～4.0％；Nb為1.5％～2％；Hf為0.1％～0.3％；B為0.01％～0.03％；Zr為0.01％～0.03％；Ta為0.2％～0.5％；Re為0.1％～0.3％；余量為Ni。該合金經過實驗測試抗拉強度>1520MPa，在750℃/450MPa/0.02％條件下蠕變壽命>150h，在750℃高溫下微觀組織穩定，可用于燃氣渦輪發動機熱端部件。

技術領域

本發明屬于合金技術領域，具體涉及一種鎳基高溫合金，還涉及一種由合金形成的物品。

背景技術

高溫合金通常是指在600℃以上具有高的抗氧化性和耐腐蝕性，并能在一定應力條件下長時間使用的一類金屬材料。高溫合金具有優良的高溫強度和高溫抗蠕變性能，抗氧化和抗熱腐蝕性能，抗機械疲勞和抗熱疲勞性能，高溫組織穩定性。高溫合金按按成形方式分為鑄造、變形、粉末冶金高溫合金三類。按其在渦輪發動機上的應用可以分為導向葉片合金、渦輪葉片合金、渦輪盤合金、燃燒室合金及其它熱端部件合金。高溫合金在先進渦輪發動機上的用量占發動機重量的50％以上。

粉末高溫合金是用粉末冶金工藝生產的高溫合金。粉末高溫合金解決了傳統變形高溫合金由于合金化程度的提高，而產生的鑄錠偏析嚴重、熱加工性能差以及成形困難等問題，是現代高推重比航空發動機渦輪盤等關鍵熱端部件的必選材料。粉末高溫合金成形工藝一般有兩種：一種是通過粉末熱擠壓和等溫鍛造的工藝路線制備，該工藝路線成本高昂；另一種方法是等離子旋轉電極制取金屬粉末，然后采用的直接熱等靜壓成形，該工藝路線經濟，生產流程短。然而，目前直接熱等靜壓成形的合金目前強度水平普遍偏低，且合金易出現原始顆粒邊界缺陷，即在成形合金的組織中存在原始粉末顆粒的邊界，導致合金性能降低。同時，在長期服役條件下有微觀組織惡化，性能降低的風險。如何獲得低成本、高性能的高溫合金，一直是業內亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎳基高溫合金，相比于目前的鎳基合金抗拉強度和蠕變性能均有很大的提升，本發明的鎳基合金可通過熱等靜壓成形，合金微觀組織無原始顆粒邊界缺陷，在高溫下組織穩定。

本發明所采用的技術方案是，一種鎳基高溫合金，按照質量百分比包括如下組分：C為0.04％～0.08％；Co為14.5％～15.5％；Cr為10.5％～11.5％；W為5.6％～6.3％；Mo為1.5％～2.5％；Al為3.4％～4.0％；Ti為3.4％～4.0％；Nb為1.5％～2％；Hf為0.1％～0.3％；B為0.01％～0.03％；Zr為0.01％～0.03％；Ta為0.2％～0.5％；Re為0.1％～0.3％；余量為Ni。

本發明的其他特點還在于，

優選的W為5.9％～6.2％。

優選的Mo為1.7％～2.2％。

優選的Al為3.5％～3.9％。

優選的Ti為3.5％～3.9％。

優選的按照質量百分比包括如下組分：C為0.05％；Co為15％；Cr為11.1％；W為5.9％；Mo為2.2％；Al為3.8％；Ti為3.8％；Nb為1.8％；Hf為0.2％；B為0.015％；Zr為0.012％；Ta為0.35％；Re為0.15％，余量為Ni。

Al和Ti的質量比為1:1。