[發(fā)明專(zhuān)利]含層錯(cuò)與γ′相復(fù)合結(jié)構(gòu)的鎳基合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910142541.0
• 申請(qǐng)日: 2019-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111607719B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;董巍;袁圣云;馮天;尤澤升
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C19/05
• 分類(lèi)號(hào): C22C19/05;C22C30/00;C22F1/10
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

1.一種制備含層錯(cuò)與γ′相復(fù)合結(jié)構(gòu)的鎳基合金的方法，其特征在于，所述鎳基合金的成分為按原子百分比(at.％)計(jì)量如下：Ni:46.50～48.50％，Co:22.94～25.14％，Cr:14.36～15.46％，Al:5.10～6.20％，Ti:4.05～4.97％，Mo:1.82～2.70％，W:0.24～0.34％，F(xiàn)e:0.50～0.62％，Zr:0.02～0.05％，C:0.07～0.11％，B:0.06～0.07％；具體步驟如下：

(1)對(duì)鎳基合金進(jìn)行固溶處理得到高密度γ′相強(qiáng)化γ基體結(jié)構(gòu)的鎳基合金；

(2)利用表面機(jī)械滾壓處理高密度γ′相強(qiáng)化γ基體結(jié)構(gòu)的鎳基合金，在其表層得到高密度層錯(cuò)交割結(jié)構(gòu)，所述層錯(cuò)結(jié)構(gòu)破壞了γ′相L1₂有序化結(jié)構(gòu)；所述鎳基合金的形狀為棒狀，所述表面機(jī)械滾壓處理具體為：棒狀鎳基合金沿自身軸向旋轉(zhuǎn)，處理刀具的硬質(zhì)合金球與鎳基合金表面接觸并壓入一定的深度，處理刀具進(jìn)給，并沿著棒狀鎳基合金表面從工件的一端運(yùn)動(dòng)至另一端，完成一個(gè)道次處理；重復(fù)上述過(guò)程若干道次后，在鎳基合金表面形成塑性變形層；其中所述硬質(zhì)合金球壓入鎳基合金表面的深度的大小，根據(jù)所需要加工的鎳基合金的層錯(cuò)與γ′相的復(fù)合結(jié)構(gòu)表層的厚度確定；所述棒狀鎳基合金直徑為8-15mm，棒狀鎳基合金軸向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為100-800r/min，處理刀具沿棒狀鎳基合金軸向的進(jìn)給速度為40-80mm/min，每個(gè)處理道次中硬質(zhì)合金球在鎳基合金表面的壓下深度為20-80μm，加工道次為1-10；

(3)對(duì)步驟(2)的鎳基合金進(jìn)行時(shí)效處理，所述時(shí)效溫度為600-800℃，所述保溫的保溫時(shí)間為50-100h，γ′相L1₂有序化結(jié)構(gòu)重新恢復(fù)，最終得到含有層錯(cuò)與γ′相復(fù)合結(jié)構(gòu)的鎳基合金。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面機(jī)械滾壓處理采用表面機(jī)械滾壓處理系統(tǒng)，所述表面機(jī)械滾壓處理系統(tǒng)包括處理刀具和冷卻系統(tǒng)，通過(guò)處理刀具對(duì)鎳基合金表層進(jìn)行機(jī)械滾壓處理，采用所述冷卻系統(tǒng)降低在機(jī)械滾壓處理中樣品表面的溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述處理刀具的刀頭部分為硬質(zhì)合金球，所述硬質(zhì)合金球?yàn)閃C-Co合金材質(zhì)，硬質(zhì)合金球直徑為4-10mm；所述冷卻系統(tǒng)為液氮?dú)夥绽鋮s。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的時(shí)效處理采用箱式電爐，具體為：將箱式電爐升溫至預(yù)設(shè)時(shí)效溫度，然后將表面處理后的鎳基合金放入爐中，保溫，將樣品取出，置于空氣中自然冷卻。

5.一種含層錯(cuò)與γ′相復(fù)合結(jié)構(gòu)的鎳基合金，其特征在于，采用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法制備，鎳基合金表層的組織結(jié)構(gòu)為層錯(cuò)與γ′相的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述層錯(cuò)為高密度層錯(cuò)，高密度層錯(cuò)交割結(jié)構(gòu)設(shè)置在γ′相中，形成層錯(cuò)與γ′相復(fù)合結(jié)構(gòu)，使得鎳基合金具有高強(qiáng)度高熱穩(wěn)定性。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎳基合金，其特征在于，所述層錯(cuò)與γ′相復(fù)合結(jié)構(gòu)中層錯(cuò)間距分布在5-25nm之間，γ′相尺寸分布在30-80nm之間，鎳基合金表層的層錯(cuò)與γ′相復(fù)合結(jié)構(gòu)的厚度為100-200μm。