[發(fā)明專(zhuān)利]一種航空航天用高溫合金材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910402734.5
• 申請(qǐng)日: 2019-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110016590B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣紅軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 丹陽(yáng)市華龍?zhí)劁撚邢薰?/a>
• 主分類(lèi)號(hào): C22C19/05
• 分類(lèi)號(hào): C22C19/05;C22C1/03;C22F1/10
• 代理公司: 常州市權(quán)航專(zhuān)利代理有限公司 32280
• 代理人: 劉洋

本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空航天用高溫合金材料，包括如下質(zhì)量百分比的各組分：Cr 13.0?18.0％、W 5.0?8.0％、Mo 2.0?4.0％、Ti 1.5?2.5％、Al 1.3?2.0％、Fe 2.5?4.0％、Nb 0.5?1.5％、Ce 0.3?0.8％、C 0.05?0.2％、Zr 0.02?0.08％、B 0.01?0.05％、O≤0.02％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量為Ni。本發(fā)明通過(guò)各元素之間協(xié)同作用，有效提高合金的高溫強(qiáng)度，延長(zhǎng)合金材料在高溫條件下的使用壽命，W和Mo有利于提高合金的高溫性能，Ti和Nb可以提高高溫抗氧化性能，較高的C含量有利于增加高溫強(qiáng)度，Ce可以顯著提高使用溫度和壽命；在進(jìn)行一段時(shí)間的包頂吹氧脫碳之后再加入Ti，并以鎳鉻合金的形式添加Cr和剩余的Ni，可以使Ti和Cr在體系中分散的更加均勻，并且可以有效避免過(guò)多的C消耗掉部分Ti和Cr，有利于TiCr₂的形成，提高合金的高溫壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空航天用高溫合金材料。

背景技術(shù)

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，在高溫環(huán)境下服役，并能承受?chē)?yán)酷的機(jī)械應(yīng)力及具有良好表面穩(wěn)定性的一類(lèi)合金。高溫合金一般具有較高的室溫和高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化性和抗熱腐蝕性、優(yōu)異的蠕變與疲勞抗力、良好的組織穩(wěn)定性和使用的可靠性。因此，高溫合金既是航空航天用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的關(guān)鍵材料，又是艦船、能源、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的重要材料。

與鐵基和鈷基高溫合金相比，鎳基高溫合金具有更高的高溫強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，因此，被廣泛用于制作航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)部件，例如航空航天用發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤(pán)、工作葉片、燃燒室等?？梢?jiàn)，開(kāi)發(fā)出在高溫下具有良好穩(wěn)定性、具有更大高溫壽命的高溫合金對(duì)于我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲得在高溫下具有良好穩(wěn)定性、具有更大高溫壽命的高溫合金，本發(fā)明公開(kāi)了一種航空航天用高溫合金材料，以鎳作為主要元素，并通過(guò)其他元素之間的相互配合，成功制備出在高溫下具有良好穩(wěn)定性、具有更大高溫壽命的高溫合金。

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

一種航空航天用高溫合金材料，包括如下質(zhì)量百分比的各組分：Cr 13.0-18.0％、W5.0-8.0％、Mo 2.0-4.0％、Ti 1.5-2.5％、Al 1.3-2.0％、Fe 2.5-4.0％、Nb 0.5-1.5％、Ce 0.3-0.8％、C 0.05-0.2％、Zr 0.02-0.08％、B 0.01-0.05％、O≤0.02％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量為Ni。

作為優(yōu)選，上述航空航天用高溫合金材料，包括如下質(zhì)量百分比的各組分：Cr13.0-16.0％、W 5.0-7.0％、Mo 2.0-3.0％、Ti 1.5-2.0％、Al 1.3-1.8％、Fe 2.5-3.5％、Nb 0.8-1.5％、Ce 0.3-0.5％、C 0.1-0.2％、Zr 0.02-0.05％、B 0.01-0.03％、O≤0.02％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量為Ni。

作為優(yōu)選，上述航空航天用高溫合金材料，包括如下質(zhì)量百分比的各組分：Cr15.0-16.0％、W 5.5-6.5％、Mo 2.0-2.5％、Ti 1.8-2.0％、Al 1.5-1.8％、Fe 3.0-3.5％、Nb 0.8-1.0％、Ce 0.35-0.5％、C 0.15-0.2％、Zr 0.03-0.04％、B 0.01-0.02％、O≤0.02％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量為Ni。

作為優(yōu)選，上述航空航天用高溫合金材料，采用如下方法制備而成：

(1)按比例準(zhǔn)備好原料，其中Cr和部分Ni以鎳鉻中間合金的形式準(zhǔn)備；

(2)將除Ti、Cr和部分Ni以外的其他原料加入到真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，熔煉過(guò)程中，從鋼包底部吹入氬氣進(jìn)行脫氣和攪拌，待原料全部熔融后，開(kāi)始從鋼包頂部吹入氧氣脫碳；