[發明專利]高強高彈Ni-Cr-Co-W基合金絲材及其制備方法

有效

• 申請號: 202011609297.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112813294B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 顏曉峰;石照夏;段春華;鞠泉
• 申請（專利權）人: 北京鋼研高納科技股份有限公司;鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05;C22F1/10;B21C37/04
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

本發明涉及合金絲材技術領域，尤其是涉及一種高強高彈Ni?Cr?Co?W基合金絲材及其制備方法。制備方法包括：按Ni?Cr?Co?W基合金成分配料，精煉后澆注得到重熔電極棒；將重熔電極棒經真空自耗得到合金錠；配料中包括按質量百分比計的Zr 0.05％～0.1％；將合金錠均勻化處理后，鍛造得到方形錠坯，熱軋成盤條；將盤條固溶處理，進行歸圓、剝皮和覆膜處理；將盤條依次進行多火次拉拔和退火直至得預設直徑合金絲材；每火次變形量范圍為20％～60％，末火次變形量為20％～40％。本發明通過采用適宜的成分，配合特定的拉拔變形量，使絲材兼具強度、彈力、塑韌性，能夠在Φ1.0mm的芯棒上順利繞制彈簧，成材率高。

技術領域

本發明涉及合金絲材技術領域，尤其是涉及一種高強高彈Ni-Cr-Co-W基合金絲材及其制備方法。

背景技術

航空發動機的高溫絲材彈簧一般選用GH4169(IN718)、GH145(X-750)、GH90(Nimonic90)和GH738(Waspaloy)等高溫合金。但對一些特殊的彈性構件，如滑油系統中的絲材彈簧，上述高溫合金因強度或彈性模量不足，無法滿足此類彈性構件的使用要求，故而需要選用同時具有更高強度和高彈性模量的高溫合金。針對航空發動機特殊彈性構件的材料需求，現已開發出一種高強高彈性模量的鎳-鉻-鈷基高溫合金。該合金采取多種強化措施相結合：高含量的W固溶強化、高含量的Al、Ti彌散強化和時效前冷變形強化。另一方面，冷變形也進一步促進了時效過程中γ′相的析出強化。這使該合金具有比其它同類高溫合金更高的室溫抗拉強度和彈性模量。同時，該合金還具有優異的應力松弛抗力、疲勞強度和在多種腐蝕介質中的耐腐蝕性能，是制造高強度、高彈性構件的理想材料。國內外對多型號航空發動機特殊彈性構件用該合金絲材具有迫切需求。

然而該合金的冶金工藝和性能獨特，高的合金化程度使該合金的冷、熱加工成形非常困難，工藝參數對性能影響非常敏感，具體如下：1)該合金的合金化程度高，脆性大，熱加工窗口窄；2)冷加工硬化指數大，中間退火開裂傾向嚴重；3)絲材冷拔沿徑向變形極不均勻，從而導致組織分布異常，即內部正常再結晶組織被淺表層變形量過大而形成的項鏈狀細晶組織包覆；4)絲材供應態的冷變形量與時效工藝對后續彈簧的加工成型和彈力影響非常復雜。目前對該合金絲材加工尚缺乏深入研究，無法順利制備出滿足技術指標要求的絲材以及合格的絲材彈簧，成材率極低。

高強度、高彈性構件對航空發動機的安全服役起重要作用，屬于使用型號多、用量少、規格品種多、性能要求高而不可替代的關鍵構件。因此，研究出兼具高強韌性的合金絲材的制備方法對保障關鍵裝備制造具有十分重要的意義，也是本領域亟待解決的問題。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供高強高彈Ni-Cr-Co-W基合金絲材的制備方法，以解決現有技術中存在的Ni-Cr-Co-W基合金絲材無法兼具高強韌性的技術問題。

本發明的第二目的在于提供采用上述制備方法制備得到的高強高彈Ni-Cr-Co-W基合金絲材。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

高強高彈Ni-Cr-Co-W基合金絲材的制備方法，包括如下步驟：

(a)按Ni-Cr-Co-W基合金成分配料，進行精煉后澆注得到重熔電極棒；將所述重熔電極棒經真空自耗得到合金錠；其中，所述配料中，包括按質量百分比計的Zr 0.05％～0.1％；

(b)將所述合金錠均勻化處理后，于1140～1160℃保溫處理后鍛造，得到60～80mm方形錠坯，然后加熱到1140～1160℃保溫1～2h后，熱軋成直徑為8～12mm的盤條；

(c)將所述盤條于1050～1140℃保溫處理20～80min后，爐冷至≤600℃后，空冷；然后進行歸圓、剝皮和覆膜處理；