[發(fā)明專利]一種鎳鉭中間合金及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010555308.8
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111663056A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 王志軍;孫鑫;劉強;劉志斌;段善博;紀海龍;何建成;王東華
• 申請（專利權）人: 承德天大釩業(yè)有限責任公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C27/02;C22B5/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發(fā)明公開了一種鎳鉭中間合金，按質(zhì)量百分比計，包括：鎳37.0％～42.0％，余量為鉭及不可避免的雜質(zhì)；鎳鉭中間合金由氧化亞鎳、五氧化二鉭、鋁粉和氯酸鉀為原料制備得到。制備方法為：(1)將氧化亞鎳、五氧化二鉭、鋁粉和氯酸鉀混合均勻，得到鎳鉭混合物料；(2)將鎳鉭混合物料進行鋁熱還原反應，得到鎳鉭合金液；(3)將鎳鉭合金液冷卻，即得。本發(fā)明制得的鎳鉭中間合金具有較小的成分偏析，在熔煉高溫合金時，有助于合金成分均勻化，減少元素燒損，且制備方法過程簡單，易于控制。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬材料技術領域，更具體的說是涉及一種鎳鉭中間合金及其制備方法。

背景技術

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，在高溫環(huán)境下服役，并能承受嚴酷的機械應力及具有良好表面穩(wěn)定性的一類合金。高溫合金一般具有高的室溫和高溫強度、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、航天發(fā)動機高溫部件的關鍵材料，又是艦船、能源、石油化工等工業(yè)領域不可缺少的重要材料。

在整個高溫合金領域中，鎳基高溫合金占有特殊的重要地位。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度和組織穩(wěn)定性，廣泛應用于制作航空噴氣發(fā)動機和工業(yè)燃氣輪機的熱端部件。鎳基高溫合金是以鎳為基體(含量一般大于50％)，在650～1000℃范圍內(nèi)具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金，它是在Cr20Ni80合金基礎上發(fā)展起來的，為了滿足1000℃左右高溫熱強性和氣體介質(zhì)中的抗氧化、抗腐蝕的要求，加入了大量的強化元素，如W、Mo、Ti、Al、Ta等，以保證其優(yōu)越的高溫性能，其中，Ta可顯著提高合金的高溫抗熱腐蝕能力和組織穩(wěn)定性。

金屬鎳的熔點是1453.0℃，密度是8.90g/cm³，金屬鉭的熔點是2996℃，密度為16.68g/cm³，在生產(chǎn)高溫合金時，若將金屬以單質(zhì)的形式直接加入則容易因熔點差、密度差而引起元素的燒損及難熔元素的成分偏析。而鎳鉭中間合金的熔點接近金屬鎳的熔點，中和了鎳、鉭兩種金屬的熔點差、密度差，以鎳鉭中間合金熔煉高溫合金時，元素燒損率低、所煉高溫合金成分均勻、無偏析。

但是金屬鉭的價格昂貴、不適合批量生產(chǎn)，同時熔煉溫度高，制備工藝復雜，導致工業(yè)生產(chǎn)過程中對設備的要求高，進而增加生產(chǎn)成本。

因此，如何開發(fā)一種鎳鉭中間合金以提高鎳基高溫合金的綜合性能是本領域技術人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鎳鉭中間合金及其制備方法，以提高鎳基高溫合金的綜合性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種鎳鉭中間合金，按質(zhì)量百分比計，包括：鎳37.0％～42.0％，余量為鉭及不可避免的雜質(zhì)；上述鎳鉭中間合金由氧化亞鎳、五氧化二鉭、鋁粉和氯酸鉀為原料制備得到。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的鎳鉭中間合金在熔煉高溫合金時，有助于高溫合金成分均勻化，防止成分偏析，并優(yōu)化高溫合金熔煉時的配料工序，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程中的精確配料，方便了高溫合金的制備。

進一步，按質(zhì)量百分比計，本發(fā)明鎳鉭中間合金包括：鎳38.0％～41.0％，余量為鉭及不可避免的雜質(zhì)。

進一步，按質(zhì)量百分比計，本發(fā)明鎳鉭中間合金包括：鎳39.0％～40.0％，余量為鉭及不可避免的雜質(zhì)。

進一步，按質(zhì)量百分比計，本發(fā)明鎳鉭中間合金包括：鎳39.5％，余量為鉭及不可避免的雜質(zhì)。

進一步，按質(zhì)量百分比計，上述不可避免的雜質(zhì)為：Al≤2％，F(xiàn)e≤0.1％，C≤0.05％，Mo≤0.1％，Nb≤0.1％，Pb≤0.005％，S≤0.1％，Si≤0.1％，Sb≤0.1％，O≤0.1％，N≤0.05％。