[發(fā)明專利]一種超高溫鎳基合金及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110203950.4 | 申請(qǐng)日： | 2021-02-23 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113005333B | 公開（公告）日： | 2022-04-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 沙國偉 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 江蘇兄弟合金有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C22C19/05 | 分類號(hào)： | C22C19/05;C22C1/02;C22F1/10 |
| 代理公司： | 常州市權(quán)航專利代理有限公司 32280 | 代理人： | 劉洋 |
| 地址： | 212300 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 超高溫 合金 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及鎳合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高溫鎳基合金及其制備方法。市面上，大多鎳基電熱合金的電阻率稍低，最高工作溫度為1200℃。針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種超高溫鎳基合金，其成分中含有Hf、Zr等元素，鎳基合金體系中的Hf與Zr具有良好的協(xié)同作用，Zr的存在能在一定程度上促進(jìn)Hf元素發(fā)揮作用，為優(yōu)化合金組織作出最有效的貢獻(xiàn)；本發(fā)明通過對(duì)鎳基合金的成分進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并結(jié)合特殊的加工工藝，使得本法所制備的鎳基合金獲得了具有較好的高溫力學(xué)性能和較高的電阻率1.6Ωmm2/m，其工作溫度可以達(dá)到1380℃，具有良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鎳合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高溫鎳基合金及其制備方法。
背景技術(shù)
電熱合金具有良好的抗氧化性、抗腐蝕性和較高的高溫強(qiáng)度，主要以絲材、帶材、管材、型材等形態(tài)用于制作工作溫度在500-1400℃的精密電阻元件、電熱元件，在電子電工、軍工、航空航天、汽車、家電、建筑、石油化工、冶金等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
鎳基電熱合金在室溫高溫下均為奧氏體組織，合金組織穩(wěn)定，高溫強(qiáng)度高、無高溫脆性，由于它是均勻的固溶體組織，電氣性能均勻穩(wěn)定；冷熱加工性能良好，可以制成細(xì)絲和薄帶；焊接性能優(yōu)良，維護(hù)方便；具有較好抗氮?dú)饽芰Γ捎糜诤獨(dú)夥窄h(huán)境的加熱，在加熱精度和使用壽命要求高的環(huán)境中應(yīng)用較廣泛，但鎳基電熱合金的缺點(diǎn)是電阻率稍低，最高工作溫度為1200℃。為了提高鎳基合金的高溫強(qiáng)度和電阻率，目前主要從鎳基合金成分的設(shè)計(jì)和加工工藝方面入手，例如中國發(fā)明專利CN 101899593A公開了一種鎳基電熱合金Cr20Ni80Zr，其最高使用溫度達(dá)1300℃，表面負(fù)荷達(dá)到5W/cm2；中國發(fā)明專利CN108998635A公開了一種鎳鉻電熱合金，最高使用溫度達(dá)1300℃。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)用于制作電熱元件的電阻電熱合金材料，要求其具有日漸提高的高溫持久強(qiáng)度和抗蠕變能力，具有更長的安全使用壽命。因此，對(duì)于鎳基電熱合金而言，需向更高使用溫度、更長使用壽命以及更高熱效率方向發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：市面上大多數(shù)鎳基電熱合金的電阻率稍低，最高工作溫度為1200℃。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明提供一種超高溫鎳基合金，以質(zhì)量百分含量計(jì)，包括以下成分：
具體地，所述Al與Ti的質(zhì)量比為1-2:1。
具體地，所述Hf與Zr的質(zhì)量比為0.6-0.8:1。
具體地，所述的超高溫鎳基合金，以質(zhì)量百分含量計(jì)，包括以下成分：
具體地，所述的超高溫鎳基合金，按照以下步驟制備：
(1)按照上述配方量，對(duì)超高溫鎳基合金進(jìn)行配料；
(2)熔煉，將配好的超高溫鎳基合金制成細(xì)微粉體，超高溫鎳基合金粉體的粒度為300目，以Ar為載體，利用常規(guī)的噴吹系統(tǒng)，通過高壓將鎳鉻電熱合金粉體壓送至真空感應(yīng)熔煉爐底的透氣磚中，噴入到熔煉爐中進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉，粉體流量為5kg/h，真空度為1×10-3Pa，待合金原料完全熔化后，在1750℃條件下精煉10min，合金液出料溫度1550℃-1560℃；
(3)電渣精煉，將步驟(2)得到的合金液進(jìn)行電渣精煉，精煉期溫度控制在1550℃-1580℃，熔煉電壓45-50V，熔煉電流2500-3000A；
(4)鍛造，鍛造溫度1000℃-1180℃，開鍛溫度1150℃，采用天然氣加熱；
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