[發明專利]一種抗氧化耐蝕動密封材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010616551.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111676412A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 周亮
• 申請（專利權）人: 江蘇鑫信潤科技股份有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C19/03;C22C1/02;C22F1/00;C22F1/10
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發明涉及一種抗氧化耐蝕動密封材料及其制備方法，該抗氧化耐蝕動密封材料的成分為：5％～20％的鈷、20％～40％的鐵、其余為鎳，該材料中低能晶界Σ29晶界比例高于60％,其中Σ3晶界在低ΣCSL晶界中的比例高于80％，共格Σ3晶界在Σ3晶界中的比例高于80％。技術方案中抗氧化耐蝕動密封材料以綜合性能優異的CoNiFe中熵合金為基本組分，并通過晶界工程的方法，提高其作為動密封材料的抗氧化性能和耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及一種動密封材料的制備方法，具體涉及一種抗氧化耐蝕動密封材料及其制備方法，屬于動密封材料技術領域。

背景技術

動密封是航空發動機及其它透平機械的重要部件，廣泛用于各種航空發動機、航改燃氣輪機、汽輪機、重型燃氣輪機、核電機組等領域。動密封材料通常工作在高旋轉速度、高環境溫度或高摩擦生熱的特殊條件下，這就要求其高的耐腐蝕性能和抗氧化性能。晶界作為多晶材料的非常重要的組成部分，長期以來一直是學者研究的重點，因為晶界處的原子與晶內有著很大區別，基本處于無序狀態，這也決定了晶界的獨特性，晶界對不僅對材料的力學性能有很多影響，而且對物理性能也有較大影響。晶界結構和特性特別對蠕變性能、腐蝕性能等有較大影響。研究發現通過改善和優化材料的晶界特征分布可以提高材料與晶界相關的性能。這種通過形變熱處理等手段大幅度提高材料低重位點陣(ΣCSL)晶界比例，優化晶界特征分布的方法就是晶界工程。相比大角隨機晶界，低ΣCSL晶界具有較低的晶界能，而且相對穩定，從而這種晶界的時效抗力要大于大角隨機晶界。

近年來，一種全新的多主元合金設計模式在金屬材料領域被廣泛采用，這種設計模式打破了以單一元素為主的傳統設計，而是采用多種主要元素為基本組元的設計，從而制備出了多主元合金，目前根據主元數量及混合熵大小，將多主元合金分為中熵合金和高熵合金。高熵合金很快成為了研究熱點，然后隨著研究的不斷深入，發現從性能及應用的價值來講，中熵合金具有更大的潛力。Gludovatz等人^[1]研究發現CrCoNi中熵合金具有非常優異的室溫及低溫性能。其次CoNiFe中熵合金因為其優異的力學性能和耐腐蝕性能，也受到了研究者的青睞^[2,3]。然而經過加工變形后的FeCoNi中熵合金抗氧化性能很差，目前尚未關于通過晶界工程方法調控中熵合金抗氧化性能的報道。本發明以CoNiFe中熵合金為基本組分，并通過晶界工程的方法，提高其作為動密封材料的抗氧化性能和耐腐蝕性能。

[1]B.Gludovatz,A.Hohenwarter,K.V.Thurston,H.Bei,Z.Wu,E.P.George,R.O.Ritchie,Exceptional damage-tolerance of a medium-entropy alloy CrCoNi atcryogenic temperatures,Nature Conmucation 7(2016)10602.

[2]C.H.Tsau,S.X.Lin,C.H.Fang,Microstructures and corrosion behaviorsof FeCoNi and CrFeCoNi equimolar alloys,Materials Chemistry and Physics 186(2017)534-540.

[3]X.L.An,H.Zhao,T.Dai,H.G.Yu,Z.H.Huang,C.Guo,P.K.Chu,C.L.Chu,Effectsof heat treatment on the microstructure and properties of cold-forged CoNiFemedium entropy alloy,Intermetallics 110(2019)7.

發明內容