CN101144131B - 易于氮化物强化的钴-铬-铁-镍合金 - Google Patents
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Abstract
一种可形变的钴合金，其能够使用实用处理和实用片材厚度进行全厚度氮化和强化，该钴合金包括以重量百分比计的约23-约30％的铬，约15-约25％的铁，至多约27.3％的镍，约0.75-约1.7％的钛，约0.85-约1.9％的铌或锆，至多0.2％的碳，至多0.015％的硼，至多0.015％的稀土元素，至多0.5％的铝，至多1％的锰，至多1％的硅，至多1％的钨，至多1％的钼，和余量的钴加上杂质，且钛加铌或等同物的总重量百分比为约1.6-约3.6％。
Description
技术领域
本发明涉及一种有色合金组合物，更具体地涉及一种包含大量的铬、铁和镍及较少量的来自IUPAC 1988周期表的第4和第5族的活性溶质元素(优选钛和铌)的可形变钴合金。这种元素组合提供了这样的材料，其可被冷轧成实用(practical)厚度(约2mm)的片材，可被成形并焊接成工业部件，然后被完全氮化(through-nitrided)来赋予高温下的高强度。
背景技术
对于燃气涡轮发动机的热部分，使用了三种类型的所谓“超级合金”：固溶增强的镍合金、可沉淀硬化镍合金和固溶增强的钴合金。所有这些合金包含铬(通常为15-30重量％)，其赋予了抗氧化性。可沉淀硬化镍合金包含铝、钛和铌的一种和多种，以便在时效期间引起显微组织内非常细的γ′(gamma-prime)(Ni3Al，Ti)或γ″(gamma-double prime)(Ni3Nb)沉淀物的形成。
可沉淀硬化镍合金具有两个缺点。第一，它们倾向于在焊接期间产生问题，因为焊接热可引起热影响区域内硬化沉淀物的形成。第二，γ′和γ″沉淀物仅对特定的温度是有用的，超过该温度它们则变粗，这导致了材料强度的显著降低。在另一方面，固溶增强镍和钴合金，缺少可沉淀硬化镍合金的强度，但在更高的温度下维持了合理的强度，尤其是基于元素钴的那些。
不同于在固体形式下于所有温度下均具有面心立方(fcc)结构的镍，钴存在两种形式。在最高至约420℃的温度下，稳定的结构是密排六方(hcp)。超过该温度，一直到熔点，结构是fcc。许多钴合金也具有这种两相特性。然而，合金化元素使转变温度向上和向下变动。诸如铁、镍和碳的元素是已知的钴的fcc形式的稳定剂，且因此降低了转变温度。在另一方面，铬、钼和钨是钴的hcp形式的稳定剂且因此升高了转变温度。这些事实是重要的，因为它们强烈地影响钴合金在环境温度下的机械性能。
该原因是，钴合金中fcc向hcp的转变是缓慢的，并且，即使转变温度在环境以上，在冷却时也难以产生hcp形式。因此许多钴合金在室温下具有亚稳fcc结构。相反地，在冷加工期间易于产生hcp形式，转变的推动力和程度与转变温度有关。那些具有高转变温度的亚稳钴合金，例如，是难以冷加工，并且表现出高加工硬化速率，因为在它们的显微组织中形成了许多hcp片。那些具有低转变温度的亚稳钴合金不是那么难以冷加工并且表现出低得多的加工硬化速率。
燃气轮机中使用的形变的固溶增强钴合金的要求之一是它们能够冷减薄至少30％，使得可制备出细晶粒尺寸的片材。因此，在这种材料中通常包含镍来降低它们的转变温度，并且也降低它们在冷轧期间的转变倾向。
利用金属间化合物(比如γ′)的沉淀来强化钴合金的尝试已经失败(相当的富钴金属间化合物比γ′具有更低的固溶线温度)。然而，Hartline和Kindlimann在US专利第4,043,839号中公开了强化钴合金的另外的方法。但是，这种方法仅对于这样的厚度是有用的，该厚度被认为对于燃气轮机部件(小于0.025″，且优选小于0.01″)的构造是不实用的。他们的方法包括用于将氮吸收并且扩散到钴合金内的工序，以便引起氮化物颗粒的细微弥散的形成。根据Hartline和Kindlimann，与这种处理相对应的合金包含至少33％的作为主要组分的钴，铬，至多25％的镍，至多0.15％的碳和1-3％的选自钛、钒、铌和钽的氮化物形成元素。还提及了增强钴基合金性能的剩余物和元素，特别是钼和硼。没有提及铁，尽管在这些发明人成功氮化的样品中存在1％水平的铁。不太易于被氮化处理的包含29％的镍的样品包含2.7％的铁。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种新的、可形变的钴“超级合金”，其对于实用厚度(最大约2mm，和0.08英寸)的片材原料，采用实用持续时间(大约50小时)的处理，能够全厚度氮化和强化。该片材在980℃(1,800℉)和55MPa(8ksi)下能够有大于150小时的应力断裂寿命，或者在980℃和52MPa(7.5ksi)下大于250小时，这些是该类合金的开发过程中的目标应力断裂寿命。
已发现，通过向钴中添加在某一优选范围内的铬、铁、镍和必要的氮化物形成元素(优选钛和铌或锆)可实现上述目的。具体地，这些重量百分比范围是约23-30的铬，约15-25的铁，至多约27.3的镍，0.75-1.7的钛，0.85-1.92的铌，至多0.2的碳，至多0.012的硼，至多0.5的铝，至多1的锰，至多1的硅，至多1的钨，至多1的钼，和至多0.15与0.015的稀土元素(分别在熔炼之前和之后)。优选的重量百分比范围是23.6-29.5的铬，16.7-24.8的铁，3.9-27.3的镍，0.75-1.7的钛，0.85-1.92的铌，至多0.2的碳，至多0.012的硼，至多0.5的铝，至多1的锰，至多1的硅，至多1的钨，至多1的钼，和至多0.15与0.015的稀土元素(分别在熔炼之前和之后)。可用等量的锆替代铌。此外，可用锆或铪替代一部分钛并且可用钒或钽替代一些或所有的铌。
铬提供了抗氧化性和一定程度的固溶增强。铁与镍是fcc稳定剂且因此抵消了铬(hcp稳定剂)，以便确保足够低的转变温度来使得可通过冷轧制造细晶粒片材。由Hartline和Kindlimann的工作可知镍抑制氮吸收；然而，已发现铁可与镍结合使用来既获得必要的转变温度抑制又获得必要的氮吸收与扩散速率，使得在实用时间内通过内部氮化可使实用的厚度被完全强化。
附图说明
图1是示出在冷加工时某些具有不同镍含量的被测试合金的硬度的曲线图。
具体实施方式
为了建立前述优选的组成范围，在实验室中制造了大量的实验合金，其中使用了真空感应熔炼，加之电渣重熔，以便获得每种合金的一个23kg(50lb)的铸锭。将这些铸锭在约1120-1175℃(2,050-2,150℉)的温度范围热锻并且热轧，以制得厚度为3.2mm(0.125英寸)的片材。将这些随后冷轧至2mm的厚度(0.08英寸)。
用来强化这些实验材料的氮化处理包括于1,095℃(2,000℉)下在氮气氛中48小时，之后于1,120℃(2,050℉)下在氩气氛中1小时，其后于1,205℃(2,200℉)下在氩气氛中2小时。这在先前已被确定作为用于这种类型的合金的最佳强化处理。
在表1中列出了用来确定优选范围的实验合金的组成。在表2中示出了于52MPa，或55MPa和980℃(1800℉)下测得的在完全氮化状态下的这些合金的机械性能。合金X与合金Y在两个条件都进行了测试。大多数合金在52MPa而其它在55MPa下进行应力断裂测试的原因是，在52MPa下优选组成的应力断裂寿命比期望的要高很多，因此占用测试设备的时间比预期的长很多。用更高的应力(55MPa)以缩短测试持续时间，由此加速了开发工作。可接受的应力断裂寿命，即，那些满足在55MPa下150小时或在52MPa下250小时的合金设计标准的在表2中标记有星号。
重要的是要注意，高铬合金B在锻造过程中断裂，从而确定31.9重量％的铬是太高的含量以至于不能提供可形变性。此外，在合金FF与GG中不可能完全氮化，从而确定应该存在铌或锆，并且表明需要更高的铁和镍含量来满足设计标准。合金LL与US专利第4,043,839号(Hartline和Kindlimann)中实施例1在组成上显著相似，但是是更厚得多的样品，因此是重要的。合金LL不能够被完全氮化。
具体地使用几种实验合金来研究镍含量对加工硬化的影响，加工硬化是冷轧片材制备中的重要因素。在图1中给出了这一工作的结果。在(给定的冷加工水平下的)的硬度与0.6-17.7重量％范围的镍含量之间建立了强烈的关联。低硬度在冷加工中特别有益。
最初在52MPa与980℃(1800℉)下测试合金X与Y，然后在55MPa与980℃(1800℉)下再次测试这些合金的第二样品。在第一测试中均证明是可接受的。合金X包含27.3重量％的镍，其被认为接近于可接受的合金的上限。合金Y包含17.7重量％的镍，其正好在被认为是可接受的镍范围内。在第二测试中，合金Y在330.2小时时断裂，大大超过高于150小时的可接受的限度，但是合金X在129.1小时后断裂，正好低于150小时的可接受水平。由这一数据我们能够推断出镍的上限应为约27.3重量％。
表1：实验合金的化学组成
| 合金 | Co | Cr | Fe | Ni | C | Ti | Nb | Al | Mn | Si | B | 稀土 |
| A | 40.9 | 23.6 | 21 | 8 | 0.122 | 1.19 | 1.2 | 0.19 | 0.24 | 0.47 | 0.010 | 0.005Ce |
| B | 35.6 | 31.9 | 20.8 | 8 | 0.124 | 1.23 | 1.22 | 0.2 | 0.24 | 0.53 | 0.010 | 0.007Ce |
| C | 43.9 | 27.5 | 16.8 | 7.9 | 0.127 | 1.16 | 1.18 | 0.16 | 0.24 | 0.57 | 0.012 | ＜0.005Ce |
| D | 35.6 | 27.7 | 24.8 | 8.2 | 0.128 | 1.21 | 1.21 | 0.11 | 0.24 | 0.58 | 0.010 | 0.006Ce |
| E | 40.8 | 27.2 | 21.1 | 8.1 | 0.124 | 0.74 | 0.84 | 0.15 | 0.23 | 0.53 | 0.011 | 0.006Ce |
| F | 38.5 | 27.6 | 21 | 7.8 | 0.108 | 1.7 | 1.92 | 0.18 | 0.25 | 0.61 | 0.010 | 0.005Ce |
| G | 41.1 | 27.6 | 20.7 | 7.9 | 0.01 | 0.87 | 1.11 | 0.08 | 0.01 | 0.02 | 0.002 | ＜0.005Ce |
| H | 39.1 | 27.5 | 20.9 | 8 | 0.207 | 1.3 | 1.22 | 0.41 | 0.92 | 0.97 | 0.011 | ＜0.005Ce |
| I | 40.9 | 27.6 | 20.7 | 8 | 0.122 | 1.81 | 0.04 | 0.17 | 0.27 | 0.39 | 0.011 | ＜0.005Ce |
| J | 39.1 | 27.5 | 20.8 | 7.9 | 0.129 | 0.02 | 3.51 | 0.07 | 0.26 | 0.32 | 0.005 | ＜0.005Ce |
| K | 39.8 | 27.7 | 28.2 | 1.07 | 0.117 | 1.12 | 1.22 | 0.11 | 0.25 | 0.33 | 0.006 | ＜0.005Ce |
| L | 41 | 27.4 | 24.8 | 4 | 0.111 | 0.95 | 1.04 | 0.1 | 0.25 | 0.25 | 0.005 | ＜0.005Ce |
| M | 40.8 | 27.7 | 16.7 | 11.9 | 0.114 | 0.92 | 1.04 | 0.1 | 0.25 | 0.26 | 0.005 | ＜0.005Ce |
| N | 41.2 | 27.7 | 20.7 | 7.9 | 0.082 | 0.89 | 0.94 | 0.09 | 0.25 | 0.11 | 0.005 | ＜0.005Ce |
| O | 47.8 | 28 | 21.1 | 0.72 | 0.126 | 1.47 | 0.95 | 0.04 | 0.02 | 0.04 | 0.005 | .005La |
| P | 49.5 | 28 | 21 | 0.55 | 0.128 | 1.07 | N/A | 0.08 | 0.01 | 0.01 | 0.006 | ＜0.01Ce |
| Q | 48.2 | 28.2 | 20.9 | 0.56 | 0.127 | 1.1 | 0.96 | 0.08 | 0.02 | 0.03 | 0.006 | ＜0.01Ce |
| R | 46.4 | 27.9 | 20.8 | 1.09 | 0.129 | 1.18 | 1.12 | 0.14 | 0.54 | 0.32 | 0.005 | ＜0.01Ce |
| S | 42.9 | 28.1 | 20.8 | 3.9 | 0.127 | 1.3 | 1.13 | 0.22 | 0.56 | 0.33 | 0.005 | ＜0.01Ce |
| T | 38.1 | 28.2 | 20.9 | 8.9 | 0.122 | 1.24 | 1.13 | 0.24 | 0.55 | 0.34 | 0.005 | ＜0.01Ce |
| U | 0 | 28 | 20.1 | 49.7 | 0.122 | 1.16 | 1.07 | 0.14 | 0.02 | 0.01 | 0.005 | 0.012Ce |
| V | 29.7 | 28 | 20.2 | 19.7 | 0.134 | 0.92 | 0.03 | 0.21 | 0.52 | 0.4 | 0.007 | 0.01Ce |
| W | 39.1 | 28.1 | 20.6 | 9.9 | 0.128 | 1.02 | 0.02 | 0.17 | 0.5 | 0.38 | 0.006 | 0.01Ce |
| X | 19.6 | 27.7 | 21.3 | 27.3 | 0.107 | 1.29 | 1.07 | 0.22 | 0.55 | 0.46 | 0.004 | ＜0.01Ce |
| Y | 29.4 | 27.7 | 21.5 | 17.7 | 0.113 | 1.26 | 1.08 | 0.19 | 0.53 | 0.45 | 0.004 | ＜0.01Ce |
| Z | 38.9 | 27.8 | 21.4 | 7.76 | 0.118 | 1.3 | 1.09 | 0.2 | 0.53 | 0.46 | 0.004 | ＜0.01Ce |
| AA | 42.3 | 26 | 18.6 | 8.87 | 0.099 | 1.41 | 1.27 | 0.21 | 0.55 | 0.49 | 0.005 | ＜0.005Ce |
| BB | 39.8 | 28.6 | 18.6 | 9 | 0.091 | 1.41 | 1.2 | 0.22 | 0.54 | 0.46 | 0.005 | 0.005Ce |
| CC | 38.9 | 26.9 | 21.4 | 9.1 | 0.107 | 1.28 | 1.2 | 0.19 | 0.54 | 0.42 | 0.007 | 0.007Ce |
| DD | 36.6 | 29.5 | 21.4 | 8.9 | 0.103 | 1.25 | 1.15 | 0.18 | 0.54 | 0.44 | 0.006 | 0.010Ce |
| FF | 59.4 | 27.3 | 10 | 0.76 | 0.131 | 1.58 | 1 | 0.05 | 0.01 | 0.05 | 0.002 | N/A |
| GG | 46.7 | 22 | 19.9 | 9.97 | 0.02 | 1.11 | N/A | 0.05 | 0.01 | 0.02 | N/A | N/A |
| HH | 48 | 28.1 | 20.8 | 1.19 | 0.129 | 1.38 | 1.0Zr | 0.11 | 0.01 | 0.1 | 0.004 | ＜0.01Ce |
| II | 43.3 | 25.9 | 18.6 | 8.9 | 0.105 | 1.15 | 0.96 | 0.18 | 0.53 | 0.43 | 0.006 | 0.008Ce |
| JJ | 39.9 | 26.7 | 21.3 | 9 | 0.12 | 1.16 | 0.98 | 0.21 | 0.52 | 0.4 | 0.006 | 0.015Ce |
| KK | 37.3 | 29.3 | 21.3 | 9 | 0.116 | 1.15 | 0.97 | 0.21 | 0.54 | 0.43 | 0.006 | 0.010Ce |
| LL | 51.2 | 24.8 | 1.07 | 14.9 | 0.035 | 2 | 5Mo | 0.16 | 0.01 | 0.02 | N/A | N/A |
N/A＝非有意的添加且未被分析
表2：实验合金的高温机械性能
可进行关于合金化元素的一般作用的一些观测，如下：
选取钴(Co)作为这种新超级合金的基体，因为其为高温强度提供了最好的合金基体。
铬(Cr)是具有双重作用的主要合金化元素。首先，必须存在足够的铬来提供抗氧化性。其次，铬增强了氮在这种合金中的溶解度。本实验表明22重量％的Cr(合金GG)对于全厚度氮化是不够的。另一方面，具有23.6重量％的铬范围的合金A是可接受的。不能够不开裂地热锻压包含31.9重量％的Cr的合金B。然而，具有29.5重量％的铬的合金DD是可接受的。这一数据表明铬范围应为约23％-30％。
铁(Fe)也具有双重作用。首先，作为钴中的fcc结构的稳定剂，其降低了钴合金的转变温度，因此使它们更易于冷轧成片材。与此同时，其没有使氮的溶解度降至与镍(另一主要fcc稳定剂)使氮的溶解度降低的相同程度；因此其可被看作对氮吸收是有益的。合金FF的数据表明，10重量％的铁对于达到完全氮化是不够的，而具有28.2重量％的铁的合金K没有满足强度标准。包含16.8重量％的铁的合金C和包含24.8重量％的铁的合金L是可接受的。相应地，数据表明应存在约15重量％-25重量％的铁。
镍(Ni)的主要作用是稳定合金的fcc形式，使得它们能够被容易地冷轧成片材。如图1所示，在(给定的冷加工水平下的)硬度与镍含量之间存在强烈的关联。另一方面，实验显示镍显著地降低了这种类型的材料中的氮吸收。因此，为了抑制转变温度而不显著地损害氮吸收，镍与铁的组合是本发明的合金的关键特征。硬度与冷加工实验(图1)表明合金Q(0.6重量％的Ni)显著地比合金S(3.9重量％的Ni)硬。应力断裂寿命表明合金X(27.3重量％的Ni)满足强度要求，但合金U(49.7重量％Ni)没有满足强度要求。仅包含0.72重量％的Ni的合金O也是可接受的。因此，数据表明可存在至多27.3重量％的镍。
钛(Ti)以及铌(Nb)或等同量的钒、钽或锆对于本发明的合金是重要的，因为这些元素形成了强化性氮化物。本实验表明，应该在合适限定的范围内存在这些元素中的两种，以便获得所需的强度水平或确保完全氮化。然而，有可能使用钛加锆的组合，而没有任何铌。其中用锆替代了铌的合金HH的性能表明，可用等量的锆替代全部或部分所需的铌。锆与铌二者基本上具有相同的分子量。也有可能用锆或铪替代一些钛。必须存在的钛和铌或锆的每一种的量取决于合金中是否有及有多少任何替代元素。锆和铪是钛的替代元素，而钒和钽是铌的替代元素。例如，合金P和W(仅具有约1重量％的Ti)的强度不足，而合金I(仅具有约1.8重量％的Ti)不能够被完全氮化。此外，合金J(仅具有约3.5％的Nb)的强度不足。本实验表明0.75重量％的Ti与0.85重量％的Nb的组合(合金E)可被完全氮化并且提供了足够的强度；对于具有至多1.7重量％的Ti与1.92重量％的Nb的合金(合金F)同样如此。因此，不存在任何替代元素，应存在0.75-1.7重量％范围的Ti并且应存在0.85至1.92重量％范围的铌。另外钛与铌的组合(Ti+Nb)应为约1.6-约3.6。在表1中列出的合金中，Ti+Nb的范围为1.07(合金P)至3.126(合金F)。在较低的一端，合金E，其中0.74Ti+0.84Nb＝1.58，满足可接受组成的标准。但是，合金V，其中0.92Ti+0.03Nb＝0.95，没有满足标准，表明了钛与铌的组合的临界性。在较高的一端，合金F，其中1.7Ti+1.92Nb＝3.62，满足了标准。关于用其它活性溶质元素替代钛和铌，如果以原子的等同量存在，则有可能的是，来自IUPAC 1988元素周期表第4和第5族的其它元素可提供相同的益处。这意味着总重量百分比可遵循如下式：
0.75≤Ti+Zr/1.91+Hf/3.73≤1.7
0.87≤Nb+Zr+V/1.98+Ta/1.98≤1.92
1.6≤Ti+1.52Zr+Hf/3.73+Nb+V/1.98+Ta/1.98≤3.6
在合金LL中，用钼替代铌制备了不可接受的合金。这一结果也表明，合金中应存在铌和锆。
碳(C)对于本发明的合金不是必要的，但少量的碳对于控制晶粒尺寸可能是有用的。本实验表明，在所研究的最高水平下(0.207重量％，合金H)，在显微组织中存在粗碳化物颗粒。尽管这些没有阻碍合金H满足可接受的标准，但更大量的这种颗粒有可能是有害的。因此，最多0.2重量％的碳是可接受的。
在钴和镍“超级合金”中通常使用硼(B)来用于晶界强化。因此，向大多数被测试合金中添加典型水平下的硼，即在0-0.015重量％的范围内。所研究的最高水平为0.012，其为可接受合金C中的水平。这一数据证实了，对于这种类型合金，可存在典型范围内的硼，即至多0.015重量％。
在钴和镍“超级合金”中也通常使用稀土元素例如铈(Ce)、镧(La)和钇(Y)来增强它们的抗氧化性。因此，向大多数实验合金中添加混合稀土(其包含稀土元素的混合物，特别地约50重量％的铈)。这些元素的反应性是这样的以致大部分在熔炼期间失去。然而，添加0.1重量％的混合稀土在合金中导致了高至0.015重量％(合金JJ)的铈值。向合金O中添加镧而不是混合稀土。由于合金JJ是可接受的，我们得出这样的结论，至多0.015重量％的最终稀土元素含量是可接受的。由于稀土元素在熔炼期间一般失去，因此装料材料中(熔炼前)数量级更高(0.15重量％)的稀土金属含量应是可接受的。
铝(Al)不是本发明的合金的必要成分。然而，在大多数形变钴超级合金中使用少量的铝以在熔炼期间帮助脱氧。因此，在本新合金体系开发期间所研究的所有实验合金包含少量的铝(至多0.41重量％，合金H)。用于钴超级合金的通常的铝范围为0-0.5重量％。合金H的可接受性表明，超级合金中对于铝的通常范围在这里是可接受的。相应地，可存在至多0.5重量％的铝。
和铝一样，通常向钴超级合金中添加少量的锰(Mn)，在这种情况中用于硫的控制。典型的添加范围为至多1重量％。在本新体系的开发过程中，研究了至多0.92重量％(合金H)的锰水平。合金H的可接受性再次证实了在这种类型的合金中对于锰的典型范围在这里可起作用。可存在至多1重量％的锰。
在钴超级合金中通常存在(至多1重量％)作为来自熔炼过程的杂质的硅(Si)。在开发工作中研究了至多0.97重量％的水平(合金H)。数据表明，如在其它钴合金中一样，可存在至多1重量％的硅。
尽管存在于许多钴超级合金中，钨(W)和钼(Mo)不是本发明的合金的必要的成分。实际上，没有想要故意添加这些元素。然而，在钴超级合金作业周期期间，这些元素通常污染炉衬，并在没有钨和钼的材料的熔炼过程中达到杂质水平。因此，在本发明的合金中可存在至多1重量％的杂质水平的每一种该元素。
这里描述的合金可以典型地以片材形式制成和销售。然而，该合金能够以坯段、板条、棒和管的形式制成和销售。片材或其它形式的厚度典型地为1mm-2mm(0.04英寸-0.08英寸)。
尽管描述了本发明合金的某些优选实施方案，但显然应当理解，本发明不限于此，而可以是包含在下述权利要求范围内的各种具体表达。
Claims (11)
1.一种可形变的钴合金，其能够进行全厚度氮化和强化，基本上由如下重量百分比的组分组成：
23-30％的铬
16.7-25％的铁
至多27.3％的镍
0.75-1.7％的钛
0.85-1.92％的铌、锆或它们的组合
至多0.2％的碳
至多0.015％的硼
至多0.015％的稀土元素
至多0.5％的铝
至多1％的锰
至多1％的硅
至多1％的钨
至多1％的钼，和
余量的钴加上杂质
其中钛+铌为1.6-3.6％。
2.权利要求1的可形变的钴合金，其基本上由如下重量百分比的组分组成：
23.6-29.5％的铬
16.7-24.8％的铁
0.56-27.3％的镍
0.75-1.7％的钛
0.85-1.92％的铌
至多0.2％的碳
至多0.012％的硼
至多0.015％的稀土元素
至多0.5％的铝
至多0.92％的锰
至多0.97％的硅
至多1％的钨
至多1％的钼；和
余量的钴加上杂质
其中钛+铌为1.6-3.6％。
3.权利要求1的合金，其中该合金是具有至多2mm厚度的形变形式。
4.权利要求1的合金，其中该合金进行了氮化处理。
5.权利要求4的合金，其中氮化处理包括：
于1,095℃的温度下在氮气氛中加热该合金至少48小时；
然后于1,120℃下在氩气氛中加热该合金至少1小时；和
然后于1,205℃下在氩气氛中加热该合金至少2小时。
6.一种可形变的钴合金，其能够进行全厚度氮化和强化，基本上由如下重量百分比的组分组成：
23-30％的铬
16.7-25％的铁
至多27.3％的镍
选自钛、锆和铪中的至少一种元素，使得
0.75≤Ti+Zr/1.91+Hf/3.73≤1.7
选自钒、铌、锆和钽中的至少一种元素，使得
0.87≤Nb+Zr+V/1.98+Ta/1.98≤1.92
至多0.2％的碳
至多0.015％的硼
至多0.015％的稀土元素
至多0.5％的铝
至多1％的锰
至多1％的硅
至多1％的钨
至多1％的钼，和
余量的钴加上杂质
其中该合金另外满足如下以重量百分比计的元素的量所限定的组成关系：
1.6≤Ti+1.52Zr+Hf/3.73+Nb+V/1.98+Ta/1.98≤3.6。
7.权利要求6的合金，其中该合金包含以重量百分比计的：
23.6-29％的铬
16.7-24.8％的铁
0.56-27.3％的镍
0.75-1.7％的钛
0.85-1.92％的铌
至多0.92％的锰，和
至多0.97％的硅。
8.权利要求6的合金，其中按一比一用锆替代至少一部分的铌。
9.权利要求6的合金，其中该合金是具有至多2mm厚度的形变形式。
10.权利要求6的合金，其中该合金进行了氮化处理。
11.权利要求10的合金，其中氮化处理包括：
于1,095℃的温度下在氮气氛中加热该合金至少48小时；
然后于1,120℃下在氩气氛中加热该合金至少1小时；和
然后于1,205℃下在氩气氛中加热该合金至少2小时。
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