[發明專利]一種沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110560211.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113430406B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 張宏偉;楊一童;龐景宇;張海峰;朱正旺;李宏;付華萌;王愛民;張龍;李正坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所;泰州鑫瑪科技產業發展有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C30/00;C22F1/00;C22F1/10;C22C19/05
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

（1）制備NiAl中間合金錠：按預設成分配比稱重，將鎳原料和鋁原料置于坩堝中，采用電弧熔煉制備NiAl中間合金錠；

（2）制備CoCrNb中間合金錠：按預設成分配比稱重，將鈷原料、鉻原料和鈮原料置于坩堝中，采用電弧熔煉制備CoCrNb中間合金錠；

（3）制備母合金錠：將上述的NiAl中間合金錠和CoCrNb中間合金錠同時置于坩堝中，反復通過電弧熔煉至成分均勻，得到母合金錠；

（4）制備合金棒材：將所述的母合金錠通過電弧熔煉加熱熔化，利用銅模鑄造法澆鑄成合金棒材；

（5）沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金的熱處理：將所述的合金棒材進行均勻化處理以及時效處理，獲得沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金；

步驟（5）中，均勻化處理的真空度為10^-3~10^-2 Pa，溫度為1100~1250 ℃，升溫速率8~15℃/min，保溫時間≥2 h，隨爐冷卻至600 ℃以下后空冷至室溫；

步驟（5）中，時效處理的溫度為700~900 ℃，升溫速率8~15 ℃/min，保溫時間≥10 h，隨爐冷卻至600 ℃以下后空冷至室溫；

其中，所述的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金為再結晶晶粒組織，晶內可見亞微米和納米級沉淀相；Co、Cr和Ni的總原子百分比為88%~92%，其中Co、Cr和Ni的原子比為1:1:2，Al的原子百分比為4%~6%，Nb的原子百分比為4%~6%。

2.根據權利要求1所述的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金的制備方法，其特征在于，步驟（1）-（3）中均采用真空電弧熔煉，先將真空腔室預抽至真空度10^-4~10^-3 Pa，然后充入高純氬氣至真空表顯示4×10⁴~8×10⁴ Pa，再進行電弧熔煉，熔煉電流為300~500 A。

3.根據權利要求1所述的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金的制備方法，其特征在于，步驟（4）中采用真空電弧熔煉，先將真空腔室預抽至真空度10^-4~10^-3 Pa，然后充入高純氬氣至真空表顯示4×10⁴~8×10⁴ Pa，再對母合金錠進行電弧熔煉，熔煉電流為300~400 A。

4.根據權利要求1所述的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，采用電弧熔煉加熱熔化后，合金熔體溫度為合金熔點以上100~400 ℃，將合金熔體倒入相應尺寸的銅模中，獲得合金棒材。

5.一種權利要求1至4之一所述方法制備的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金，其特征在于，沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金為再結晶晶粒組織，晶內可見亞微米和納米級沉淀相；Co、Cr和Ni的總原子百分比為88 %~92 %，其中Co、Cr和Ni的原子比為1:1:2，Al的原子百分比為4 %~6 %，Nb的原子百分比為4 %~6 %；沉淀相體積分數為20%~80%，沉淀相中亞微米沉淀相的體積分數為5~60%，沉淀相中納米級沉淀相的體積分數為5~60%。

6.根據權利要求5所述的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金，其特征在于，沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金的室溫拉伸強度為750~1000 MPa。

7.根據權利要求5所述的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金，其特征在于，沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金的室溫拉伸塑性為3 %~10 %。

8.根據權利要求5所述的沉淀強化CoCrNiAlNb多主元合金，其特征在于，亞微米沉淀相的尺寸為0.1~0.5 μm，納米級沉淀相的尺寸為10~100 nm。