CN101148720A - 一种钴基合金及其制造方法 - Google Patents
一种钴基合金及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101148720A CN101148720A CNA2007100909550A CN200710090955A CN101148720A CN 101148720 A CN101148720 A CN 101148720A CN A2007100909550 A CNA2007100909550 A CN A2007100909550A CN 200710090955 A CN200710090955 A CN 200710090955A CN 101148720 A CN101148720 A CN 101148720A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- temperature
- silk
- cobalt
- manufacture method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有较高强度、弹性模量和抗氧化性能的钴基合金及其生产方法。材料的化学成分(wt%)为C0.05~0.15%,Si≤0.4%,Mn1.0~2.0%,Ni9.0~11.0%,Cr19.0~21.0%,W14.0~16.0%,Al0.1~1.2%,Y0.01~0.05%,S<0.3%,P<0.03%,Fe≤3.0%,余Co及不可避免的杂质元素。该材料可加工成棒材、丝材、带材。该材料具有较高的强度、弹性模量、耐磨性和可加工性能,成品丝经过热张力退火后,可获得良好的平直性。可广泛应用于高温环境下工作耐磨、耐蚀零部件的制做。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有较高强度、弹性模量和抗氧化性能的钻基合金及其制造方法。
背景技术
新型航空发动机的先进技术之一是在关键部位采用刷式密封。刷式密封(brush seal)是由紧密排列在两块板中的细丝组成,丝与转动轴成一定度角,刷丝能够随着轴的偏转而运动,保证了在轴偏振时仍然能起到密封作用,与现有的篦齿密封相比,刷式密封能显著地减少发动机二次气流泄漏,提高发动机推力1-3%,降低耗油率3-5%。
刷密封技术的关键之一是材料,刷丝材料的性能是决定刷密封性能的关键因素。刷密封材料在高温高速下同转子涂层配合时,应具有室温和高温下的较高且稳定的弹性模量、强度和高温抗氧化性能。从国外资料来看,刷丝合金基本上是钴基或镍基高温合金,其中钴基的HS25合金虽然具有较高的强度、耐磨性和弹性模量,但是其抗氧化性能还不能完全令人满意,特别是该合金的冷热变形抗力较大,造成其成型困难,成材率很低。
发明内容
本发明的目的就是通过合金成分设计和必要的冶金手段制备出一种在600℃下具有高强度、高弹性模量、高温抗氧化性以及可变形的合金材料,以满足制造刷密封的要求。
为达到上述目的,本发明的合金化学成分重量百分比为:
C 0.05~0.15%,Si≤0.4%,Mn 1.0~2.0%,Ni 9.0~11.0%,Cr 19.0~21.0%,W 14.0~16.0%,Al 0.1~1.2%,Y 0.01~0.05%,S<0.3%,P<0.03%,Fe≤3.0%,余Co及不可避免的杂质元素。
本发明将合金成分设计为以耐磨性较好及高弹性模量的Co基高温合金为基础,加入Cr、Ni、W等高温耐蚀和固溶强化元素,来保证合金具有良好的强度和刚性;同时,为了使合金在高温下能形成致密坚韧的Cr2O3和Al2O3氧化膜,提高合金的抗氧化性能,合金中还加入了Al元素。另外,在合金中还加入了微量的Y,它作为氧活性元素可显著改善和稳定合金高温氧化膜,更重要的是显著改善了合金的冷热加工性能。
合金采用真空感应炉加电渣重熔或真空感应炉加真空自耗冶炼,以充分降低和去除合金中的气体和夹杂物含量。Y、Al等微量元素的控制是本发明的实质性特点所在。
冶炼后的合金采用常规金属压延技术,加工中的软化温度为1000~1200℃。合金可加工成锻件、棒材、丝材及带材。
刷式密封用刷丝材料规格一般小于φ0.2mm。由于该合金变形抗力大,冷拔过程中,变形量过大时极易出现裂纹,所以应严格控制冷拔道次,变形量应控制在40%以下,热处理温度应控制在1150-1200℃之间,这是保证合金丝顺利拔制的技术关键;另外,为了保证刷丝排列紧密整齐,这就要求成品丝在自由状态下呈直线型,本发明在成品前采用了消除应力的热张力退火处理工艺方法,保证了成品丝的平直性及综合性能。这也是本发明的实质性特点所在。其工艺为:
第一步:成品前一道次变形量控制在20-40%范围内,以获得合金丝较高的强度。
第二步:热张力退火温度:850-1050℃ 速度:40-70m/min张力:<0.2σs
本发明的贡献在于:通过在HS25合金中加入微量的Al、Y元素,使合金的综合性能得到了提高,强度由1300MPa提高到1500MPa;室温弹性模量由230GPa提高到250GPa;600℃的弹性模量由170GPa提高到177GPa;750℃的氧化速度由K+<0.010g/m2h降低到K+<0.006g/m2h。特别是φ1.0mm以下合金丝的成材率由20%提高到了40%。另外,本发明设计了热张力退火工艺,使小于φ0.2mm的极细丝在保证强度不降低的前提下(大于1100MPa),合金丝的平直性得到了极大的改善,由热处理前的螺旋状丝型,转变为弯曲度小于5mm/m的直线型。
下面通过实施例具体说明本发明的技术方案。
实施例1:
合金的化学成分(wt%)为C 0.11%,Si<0.4%,Mn 1.74%,Ni 10.7%,Cr 20.1%,W 14.2%,Al 0.39%,Y 0.015%,S<0.3%,P<0.03%,Fe<0.5%,余Co;合金在真空感应炉中冶炼,浇铸成φ90mm圆钢锭做电极棒,再用电渣重熔的方法冶炼成80Kg圆钢锭,在1160℃温度下保温一小时,锻成902mm方坯,然后在1180℃温度下热轧成φ8mm盘条;冷拔时,每道次变形量控制在40%以内,热处理温度为1200℃,φ0.10mm成品丝前一道变形量为36%,最后在950℃、走丝速度60m/min、3N张力下进行热张力退火。结果为:合金丝σb=1570MPa,E常温=250GPa,E600℃=172GPa,750℃下的氧化速度K+<0.006g/m2h,合金丝在自由状态下弯曲度为4mm/m。
实施例2:
合金的化学成分(wt%)为C 0.12%,Si<0.4%,Mn 1.74%,Ni 10.7%,Cr 20.04%,W 14.2%,Al 0.82%,Y 0.03%,S<0.3%,P<0.03%,Fe<0.5%,余Co。合金在真空感应炉中冶炼,浇铸成φ90mm圆钢锭做电极棒,再用电渣重熔的方法冶炼成80Kg圆钢锭,在1160℃温度下保温一小时,锻成902mm方坯,然后在1180℃温度下热轧成φ8mm盘条。冷拔时,每道次变形量控制在40%以内,热处理温度为1200℃。φ0.15mm成品丝前一道变形量为22%,最后在1000℃、走丝速度50m/min、4N张力下进行热张力退火。结果为:合金丝σb=1400MPa,E常温=245GPa,E600℃=177GPa,750℃下的氧化速度K+<0.005g/m2h,合金丝在自由状态下弯曲度为3mm/m。
Claims (2)
1.一种具有较高强度、弹性模量和抗氧化性能的钴基合金,其特征在于:化学成分(wt%)为C 0.05~0.15%,Si≤0.4%,Mn 1.0~2.0%,Ni 9.0~11.0%,Cr 19.0~21.0%,W 14.0~16.0%,Al 0.1~1.2%,Y 0.01~0.05%,S<0.3%,P<0.03%,Fe≤3.0%,余Co及不可避免的杂质元素。
2.一种制造权利要求1所述合金丝材的生产方法,采用真空感应炉加电渣重熔或真空感应炉加真空自耗冶炼,及常规的金属压延技术,加工到成品规格,其特征在于:成品丝材热张力退火工艺为:温度:850-1050℃;速度:40-70m/min;张力:<0.2σs。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNA2007100909550A CN101148720A (zh) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | 一种钴基合金及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNA2007100909550A CN101148720A (zh) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | 一种钴基合金及其制造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101148720A true CN101148720A (zh) | 2008-03-26 |
Family
ID=39249416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2007100909550A Pending CN101148720A (zh) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | 一种钴基合金及其制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101148720A (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102230120A (zh) * | 2011-06-20 | 2011-11-02 | 丹阳市龙鑫合金有限公司 | 航空高压舱用高性能弹性合金材料及其生产方法 |
CN103060617A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 北京融点金属有限公司 | 一种高耐磨性能的钴铬钼合金 |
CN103160710A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-06-19 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种镍基合金及其制造方法 |
CN106884101A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-23 | 抚顺特殊钢股份有限公司 | 一种耐高温、抗硫腐蚀、抗冲刷耐磨合金板材制造方法 |
CN107012366A (zh) * | 2010-08-23 | 2017-08-04 | 三菱日立电力系统株式会社 | Co 基合金锻造部件 |
CN108179322A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-19 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材及其制备方法 |
CN108330337A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-07-27 | 辽宁顺通机械科技有限公司 | 刷式密封件用刷丝材料 |
CN110983113A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 江苏新华合金有限公司 | 一种钴基高温合金丝材及其制备方法 |
CN111961923A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-20 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种高塑性易加工钴基变形高温合金及其制备方法 |
CN113913713A (zh) * | 2021-08-04 | 2022-01-11 | 常州大学 | 一种抑制Co基生物材料Co离子释放的方法 |
-
2007
- 2007-03-29 CN CNA2007100909550A patent/CN101148720A/zh active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107012366A (zh) * | 2010-08-23 | 2017-08-04 | 三菱日立电力系统株式会社 | Co 基合金锻造部件 |
CN102230120A (zh) * | 2011-06-20 | 2011-11-02 | 丹阳市龙鑫合金有限公司 | 航空高压舱用高性能弹性合金材料及其生产方法 |
CN102230120B (zh) * | 2011-06-20 | 2013-01-02 | 丹阳市龙鑫合金有限公司 | 航空高压舱用高性能弹性合金材料及其生产方法 |
CN103160710A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-06-19 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种镍基合金及其制造方法 |
CN103160710B (zh) * | 2012-11-15 | 2016-03-30 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种镍基合金及其制造方法 |
CN103060617A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 北京融点金属有限公司 | 一种高耐磨性能的钴铬钼合金 |
CN106884101A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-23 | 抚顺特殊钢股份有限公司 | 一种耐高温、抗硫腐蚀、抗冲刷耐磨合金板材制造方法 |
CN106884101B (zh) * | 2017-01-18 | 2021-09-14 | 抚顺特殊钢股份有限公司 | 一种耐高温、抗硫腐蚀、抗冲刷耐磨合金板材制造方法 |
CN108330337A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-07-27 | 辽宁顺通机械科技有限公司 | 刷式密封件用刷丝材料 |
CN108179322A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-19 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材及其制备方法 |
CN108179322B (zh) * | 2018-01-31 | 2019-09-24 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种高镧含量的难变形钴基高温合金板材的制备方法 |
CN110983113A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 江苏新华合金有限公司 | 一种钴基高温合金丝材及其制备方法 |
CN111961923A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-20 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种高塑性易加工钴基变形高温合金及其制备方法 |
CN113913713A (zh) * | 2021-08-04 | 2022-01-11 | 常州大学 | 一种抑制Co基生物材料Co离子释放的方法 |
CN113913713B (zh) * | 2021-08-04 | 2023-01-17 | 常州大学 | 一种抑制Co基生物材料Co离子释放的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101148720A (zh) | 一种钴基合金及其制造方法 | |
CN108251760B (zh) | 纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢及其制造方法 | |
CN103014551B (zh) | 高温合金耐热不锈钢螺栓及生产工艺 | |
CN106967930B (zh) | 一种高耐热性、高稳定性和高韧性的模具钢及其制造工艺 | |
CN102400048B (zh) | 一种用于高强钢轧制的冷轧工作辊用钢,冷轧工作辊及其制造方法 | |
CN101311285B (zh) | 钴基高弹性合金及其制造方法,由该合金制成的超薄带材及其制造方法 | |
CN110102570B (zh) | 高温合金盘条及其高线轧制方法 | |
CN105821250A (zh) | 一种高强度镍基高温合金及其制造方法 | |
CN102936688B (zh) | 抗拉强度≥2000MPa的桥梁缆索用线材及生产方法 | |
JP3747326B2 (ja) | 耐食性フェライト鋼合金の製造方法 | |
CN104630597A (zh) | 一种铁镍铬基高温合金及其制造方法 | |
CN101603149A (zh) | 一种低合金高速钢 | |
CN104099529B (zh) | 一种钢管穿孔顶头及其制备方法 | |
CN103160710A (zh) | 一种镍基合金及其制造方法 | |
CN112176223B (zh) | 镍基合金线材性能控制方法 | |
CN104152750A (zh) | 一种节镍型气阀合金及其制备方法 | |
CN110947758A (zh) | 高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法 | |
CN111088448B (zh) | 一种钴基高温合金带箔材及其制备方法 | |
CN111304566A (zh) | 一种硬态gh5605高温合金冷轧带材的热处理方法 | |
CN109504865A (zh) | 适用导电弹性元器件的高强钛铜合金异型丝及制备方法 | |
CN110863099B (zh) | 一种提高镍铁基高温合金板材冲击韧性的热处理工艺 | |
CN115161502A (zh) | 一种电热元件用镍基高电阻电热合金丝的制备工艺 | |
CN112792277B (zh) | 镍铁基高温合金晶粒细化的锻造工艺 | |
CN105296799A (zh) | 一种tc11钛合金及其性能优化工艺 | |
CN114888114A (zh) | 一种高强度gh3536合金小规格棒材的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080326 |