CN103074524A

CN103074524A - 一种Ni基耐高温合金及其制备方法

Info

Publication number: CN103074524A
Application number: CN2013100608953A
Authority: CN
Inventors: 王玲; 于永泗; 姚义俊; 娄琅洪; 朱耀宵
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: CN103074524B

Abstract

本发明提供Ni基耐高温合金及其制备方法，涉及高温材料领域。所述合金为：C0.02-0.03%，Cr18-19%，Co12-13%，Nb4.5-4.8%，Mo3.2-3.3%，Al0.4-0.6%，Ti0.8-1.2%，Ta2.5-3.0%，B0.008-0.011%，余为Ni。其制备方法为：配料、冶炼、浇铸得合金锭；将合金锭升温至1135-1145℃，保温，空冷；升温至1085-1095℃，保温，空冷；升温至940－960℃，保温，空冷；升温至820-840℃，保温，空冷。本发明材料组织中的γ”数量多且均匀分布，使合金材料具有良好的高温机械性能。

Description

一种Ni基耐高温合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及航空、航天、军工、热电厂等使用的发动机、燃气轮机等高温材料领域，具体涉及一种Ni-Cr-Co耐高温合金材料及其制备方法。

背景技术

Rene’220合金是美国在Ni-Cr-Fe基合金Inconel718基础上研制的的一种Ni-Cr-Co基耐高温合金，与Inconel718相比，Rene’220合金中用Co代替Fe，增加了Ta含量。由于新合金中去掉了Fe，降低了有害相Laves的影响。而且用Co代替Fe后，合金的持久寿命得以很大提高。Ta的增加使合金在时效中形成大量的析出强化相，弥补了由于去掉Fe而带来的强度损失。Rene’220合金的成分设计增加了强化相γ”的稳定性，承受高温能力提高了50℃，同时保持了与Inconel718同样优秀的铸造工艺和焊接工艺性能。

但是，Rene’220合金的高温持久寿命及高温机械性能并不能完全满足航空、航天、军工、热电厂等使用的发动机、燃气轮机的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种Ni基耐高温合金。

本发明的另一目的是提供Ni基耐高温合金的制备方法，采用该方法能够使合金材料组织中的γ”数量多且均匀分布，使合金材料具有良好的高温机械性能。

一种Ni基耐高温合金，按照重量百分含量由下列物质组成： C 0.02-0.03%，Cr 18-19%，Co 12-13%，Nb 4.5-4.8%，Mo 3.2-3.3%，Al 0.4-0.6%，Ti 0.8-1.2%，Ta 2.5-3.0%，B 0.008-0.011%，余为Ni。

一种所述Ni基耐高温合金的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照合金的组成配料；

（2）将配好的料放入真空感应炉中冶炼得到合金液，浇铸后得到合金锭；

（3）将合金锭置于热处理炉中，加热升温至1135-1145℃，保温3.5-4.5小时，空冷；将合金锭置于热处理炉中，加热升温至1085-1095℃，保温0.8-1.5小时，空冷；将合金锭置于热处理炉中，加热升温至940－960℃，保温1.5－2.5小时，空冷；将合金锭置于热处理炉中，加热升温至820-840℃，保温3.5-4.5小时，空冷即得所述耐高温Ni基合金。

有益效果：

采用本发明方法制备的的Ni基耐高温合金，其组织中枝晶间和枝晶干都析出了γ”，数量较多，而且由枝晶间向枝晶干过渡的区域没有分布密度的突变，分布相对均匀，这样的组织具有较长的高温持久寿命，在拉伸过程中具有好的机械性能。

附图及简单说明

图1为合金2的电镜图。

图2为合金4的电镜图。

具体实施方式

若无特殊说明，下述实施例中的百分数均为重量百分含量。

实施例1

配方1：C 0.03%，Cr 18.8%，Co 12%，Nb 4.5%，Mo 3.2%，Al 0.5%，Ti 1.0%，Ta 3.0%， B 0.008%，余为Ni。

按照配方1配料，放入真空感应炉中冶炼得到合金液。将合金液在浇铸温度为1390℃，模温960℃条件下浇铸，约在10分钟内冷却至室温，得到合金锭。

将合金锭依次进行如下的处理：

前期处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至1140℃，保温4小时，使合金均匀化，取出空冷；将合金锭置于热处理炉中，加热升温至 1090℃，保温1小时，取出空冷。

中间处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至 950℃，保温2小时，取出空冷。

时效处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至830℃，保温4小时，取出空冷，即得合金1。合金1的组织中析出了大量的短条状的强化相γ”。

实施例2

配方2：C 0.03%，Cr 18.8%，Co 12%，Nb 4.8%，Mo 3.2%，Al 0.5%，Ti 1.0 %，Ta 3.0%， B 0.010%，余为Ni。

按照配方2配料，放入真空感应炉中冶炼得到合金液。将合金液在浇铸温度为1390℃，模温960℃条件下浇铸，约在10分钟内冷却至室温，得到合金锭。

将合金锭依次进行如下的处理：

中间处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至955℃，保温2小时，取出空冷。

时效处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至830℃，保温4小时，取出空冷，即得合金2。对合金2进行电镜观察，如图1所示，枝晶间的主要相为长条状的

相和短棒状强化相γ”， γ”相析出数量多而且大小和分布均匀；析出相在枝晶间和枝晶干过渡很缓和，这样的组织在高温持久和拉伸过程中具有好的机械性能。

实施例3

配方3：C 0.03%，Cr 18.8%，Co 12%，Nb4.6%，Mo 3.2%，Al 0.5%，Ti 1.0 %，Ta 2.5%， B 0.011%，余为Ni。

将合金锭依次进行如下的处理：

前期处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至 1140℃，保温4小时，使合金均匀化，取出空冷；将合金锭置于热处理炉中，加热升温至1090℃，保温1小时，取出空冷。

中间处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至950℃，保温2小时，取出空冷。

时效处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至840℃，保温4小时，取出空冷，即得合金3。合金3的组织中析出了大量的短条状的强化相γ”。

实施例4

配方3：C 0.03%，Cr 18.8%，Co 12%，Nb4.8%，Mo 3.2%，Al 0.5%，Ti 1.0 %，Ta 2.5%，B 0.011%，余为Ni。

将合金锭依次进行如下的处理：

时效处理：将合金锭置于热处理炉中，加热升温至780 ℃，保温4小时，取出空冷，即得合金4。对合金4进行电镜观察，如图2所示，枝晶间的主要相为长条状的

相和极少量颗粒状的γ”， γ”相尺寸也很小，因此高温机械性能很差。

Claims

1.一种Ni基耐高温合金，按照重量百分含量由下列物质组成： C 0.02-0.03%，Cr 18-19%，Co 12-13%，Nb 4.5-4.8%，Mo 3.2-3.3%，Al 0.4-0.6%，Ti 0.8-1.2%，Ta 2.5-3.0%，B 0.008-0.011%，余为Ni。

2.一种权利要求1所述Ni基耐高温合金的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照合金的组成配料；