CN103725923A - 一种铝强化的镍基合金及其制备方法 - Google Patents

一种铝强化的镍基合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103725923A
CN103725923A CN201410018728.7A CN201410018728A CN103725923A CN 103725923 A CN103725923 A CN 103725923A CN 201410018728 A CN201410018728 A CN 201410018728A CN 103725923 A CN103725923 A CN 103725923A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
base alloy
insulation
alloy
percent
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.)
Granted
Application number
CN201410018728.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103725923B (zh
Inventor
张霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Danyang Haiwei Electrothermal Alloy Co., Ltd.
Original Assignee
张霞
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 张霞 filed Critical 张霞
Priority to CN201410018728.7A priority Critical patent/CN103725923B/zh
Publication of CN103725923A publication Critical patent/CN103725923A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103725923B publication Critical patent/CN103725923B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种铝强化的镍基合金，其化学成分按重量百分比含有：Al：4.5~5.1%，Cr：16~20%，B：2.0~3.2%，Si：0.08~1.1%，C：0.06~0.12%，Mo：1.9~3.2%，Nb：2.1~3.2%，Ta：0.8~1.2%，Ti：0.10~0.88%，Fe：4.8~6.8%，RE：0.2~0.38%，Mn：0.002~0.08%，Si：0.003~0.10%，Zr：0.01~0.03%，余量为Ni及不可避免的杂质；铝强化的镍基合金通过特定的合金搭配和制备方法得到特定的微观结构使得该镍基合金的具有较好的强度和韧性，并且具有良好的高温性能。

Description

一种铝强化的镍基合金及其制备方法
技术领域
本发明属于合金材料领域，特别是涉及一种铝强化的镍基合金及其制备方法。
背景技术
高性能结构材料的主要发展方向是研究高强、高韧、高硬、轻质、高抗氧化性并具有良好加工性的新型材料。镍合金具有优越的高温性能和机械性能，是现在应用最为广泛的高温合金。因此在现代科学领域、国防工业和民用工业中都得到了广泛的应用。然而在实际应用中，其对强度也有非常高的要求，但是在强度提高的时候，往往要对韧性产生影响。其强度提高的情况下，高温性能不尽人意，韧性也不能满足日益多样的应用。
发明内容
本发明的目的之一在于提出一种铝强化的镍基合金；
本发明的目的之二在于提出一种铝强化的镍基合金的制备方法；
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种铝强化的镍基合金，其化学成分按重量百分比含有：Al：4.5~5.1%，Cr：16~20%，B：2.0~3.2%，Si：0.08~1.1%，C：0.06~0.12%，Mo：1.9~3.2%，Nb：2.1~3.2%，Ta：0.8~1.2%，Ti：0.10~0.88%，Fe：4.8~6.8%，RE：0.2~0.38%，Mn：0.002~0.08%，Si：0.003~0.10%，Zr：0.01~0.03%，余量为Ni及不可避免的杂质；
所述铝强化的镍基合金的微观结构中，β（NiAl）相在合金各截面所占的面积百分比为1.8~2.2%，γ’（Ni3Al）相在合金中心截面所占的面积百分比为1.2~1.82%，γ’（Ni3Al）相在合金表面截面所占的面积百分比为1.88~2.39%；
所述铝强化的镍基合金在500~520℃的屈服强度为560~610MPa，抗拉强度820~880MPa，断裂伸长率48~54%。
作为优选，所述高强度镍基合金的化学成分按重量百分比含有：Al：4.9%，Cr：18%，B：2.9%，Si：0.09%，C：0.08%，Mo：1.9%，Nb：2.8%，Ta：0.9%，Ti：0.18%，Fe：4.9%，RE：0.28%，Mn：0.06%，Si：0.0090%，Zr：0.02%，余量为Ni及不可避免的杂质。
作为优选，所述RE为稀土元素Y。
作为优选，所述RE为富铈混合稀土。
一种铝强化的镍基合金的制备方法，包括如下步骤：
（1）熔炼，按照权利要求1~4任一项所述镍基合金的化学成分备料，采用真空感应、电渣重熔和真空自耗重熔的联合冶炼工艺进行冶炼；
（2）铸造，对熔炼得到的金属液进行浇铸；
（3）锻造，进行常规模锻；
（4）均匀化，在1160~1170℃，保温20~25h进行均匀化；
（5）等温轧制，轧制温度为940~1000℃，轧制道次为5~8；
（6）时效热处理，将步骤（5）得到的轧制板材进行三步时效热处理，第一步为在700~720℃保温6~8h，随后以55~65℃/h随炉冷却至600~610℃后，保温8~10h，空冷到室温；第二步为将板材加热到600~650℃保温5~7h，随后以50~60℃/h随炉冷却至590~610℃后，保温5~7h，空冷到室温；第三步为将板材加热到600~620℃保温6~8h，随后以45~55℃/h随炉冷却至550~570℃后，保温5~7h，空冷到室温；
（7）精整处理，对时效之后得到的镍基合金进行精整处理。
作为优选，所述铸造的浇铸温度为1420~1480℃。
作为优选，所述熔炼的温度为1700~1780℃。
本发明的效果在于：
通过合理调整合金组成和含量，通过各个组分之间含量的匹配，使得在强度提高的情况下，韧性没有降低；
通过成分含量与制备方法各个参数的配合，使得微观结构中中心截面和表面截面各相的分布不同，导致断裂伸长率和强度保持在高性能级别，满足实际应用的需求；
通过对热处理的特定设定，使得高温情况下，强度和韧性均满足实际应用的需求。
具体实施方式
实施例1
一种铝强化的镍基合金，其化学成分按重量百分比含有：Al：4.8%，Cr：19%，B：2.8%，Si：0.09%，C：0.08%，Mo：2.2%，Nb：2.9%，Ta：0.9%，Ti：0.38%，Fe：5.8%，RE（富铈混合稀土）：0.28%，Mn：0.06%，Si：0.08%，Zr：0.025%，余量为Ni及不可避免的杂质；
所述铝强化的镍基合金的微观结构中，β（NiAl）相在合金各截面所占的面积百分比为1.9%，γ’（Ni3Al）相在合金中心截面所占的面积百分比为1.32%，γ’（Ni3Al）相在合金表面截面所占的面积百分比为2.19%；
所述铝强化的镍基合金在510℃的屈服强度为582MPa，抗拉强度865MPa，断裂伸长率49%。
实施例2：
一种铝强化的镍基合金，其化学成分按重量百分比含有：Al：4.9%，Cr：18%，B：2.9%，Si：0.09%，C：0.08%，Mo：1.9%，Nb：2.8%，Ta：0.9%，Ti：0.18%，Fe：4.9%，Y：0.28%，Mn：0.06%，Si：0.0090%，Zr：0.02%，余量为Ni及不可避免的杂质。
所述铝强化的镍基合金的微观结构中，β（NiAl）相在合金各截面所占的面积百分比为1.9%，γ’（Ni3Al）相在合金中心截面所占的面积百分比为1.62%，γ’（Ni3Al）相在合金表面截面所占的面积百分比为1.98%；
所述铝强化的镍基合金在500℃的屈服强度为580MPa，抗拉强度860MPa，断裂伸长率50%。
实施例3：
一种铝强化的镍基合金的制备方法，包括如下步骤：
（1）熔炼，按照实施例1或2所述镍基合金的化学成分备料，采用真空感应、电渣重熔和真空自耗重熔的联合冶炼工艺进行冶炼，熔炼的温度为1760℃； 
（2）铸造，对熔炼得到的金属液进行浇铸，浇铸温度为1460℃；
（3）锻造，进行常规模锻；
（4）均匀化，在1165℃，保温23h进行均匀化；
（5）等温轧制，轧制温度为980℃，轧制道次为7；
（6）时效热处理，将步骤（5）得到的轧制板材进行三步时效热处理，第一步为在700℃保温7h，随后以55℃/h随炉冷却至605℃后，保温9h，空冷到室温；第二步为将板材加热到630℃保温6h，随后以55℃/h随炉冷却至600℃后，保温6h，空冷到室温；第三步为将板材加热到610℃保温7h，随后以50℃/h随炉冷却至560℃后，保温6h，空冷到室温；
（7）精整处理，对时效之后得到的镍基合金进行精整处理。

Claims (7)

1.一种铝强化的镍基合金，其特征在于：其化学成分按重量百分比含有：Al：4.5~5.1%，Cr：16~20%，B：2.0~3.2%，Si：0.08~1.1%，C：0.06~0.12%，Mo：1.9~3.2%，Nb：2.1~3.2%，Ta：0.8~1.2%，Ti：0.10~0.88%，Fe：4.8~6.8%，RE：0.2~0.38%，Mn：0.002~0.08%，Si：0.003~0.10%，Zr：0.01~0.03%，余量为Ni及不可避免的杂质；
所述铝强化的镍基合金的微观结构中，β（NiAl）相在合金各截面所占的面积百分比为1.8~2.2%，γ’（Ni3Al）相在合金中心截面所占的面积百分比为1.2~1.82%，γ’（Ni3Al）相在合金表面截面所占的面积百分比为1.88~2.39%；
所述铝强化的镍基合金在500~520℃的屈服强度为560~610MPa，抗拉强度820~880MPa，断裂伸长率48~54%。
2.根据权利要求1所述的铝强化的镍基合金，其特征在于：所述高强度镍基合金的化学成分按重量百分比含有：Al：4.9%，Cr：18%，B：2.9%，Si：0.09%，C：0.08%，Mo：1.9%，Nb：2.8%，Ta：0.9%，Ti：0.18%，Fe：4.9%，RE：0.28%，Mn：0.06%，Si：0.0090%，Zr：0.02%，余量为Ni及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的铝强化的镍基合金，其特征在于：所述RE为稀土元素Y。
4.根据权利要求1~3所述的铝强化的镍基合金，其特征在于：所述RE为富铈混合稀土。
5.一种权利要求1~4任一项所述铝强化的镍基合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）熔炼，按照权利要求1~4任一项所述镍基合金的化学成分备料，采用真空感应、电渣重熔和真空自耗重熔的联合冶炼工艺进行冶炼；
（2）铸造，对熔炼得到的金属液进行浇铸；
（3）锻造，进行常规模锻；
（4）均匀化，在1160~1170℃，保温20~25h进行均匀化；
（5）等温轧制，轧制温度为940~1000℃，轧制道次为5~8；
（6）时效热处理，将步骤（5）得到的轧制板材进行三步时效热处理，第一步为在700~720℃保温6~8h，随后以55~65℃/h随炉冷却至600~610℃后，保温8~10h，空冷到室温；第二步为将板材加热到600~650℃保温5~7h，随后以50~60℃/h随炉冷却至590~610℃后，保温5~7h，空冷到室温；第三步为将板材加热到600~620℃保温6~8h，随后以45~55℃/h随炉冷却至550~570℃后，保温5~7h，空冷到室温；
（7）精整处理，对时效之后得到的镍基合金进行精整处理。
6.根据权利要求5所述的铝强化的镍基合金的制备方法，其特征在于，所述铸造的浇铸温度为1420~1480℃。
7.根据权利要求6所述的铝强化的镍基合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1700~1780℃。
CN201410018728.7A 2014-01-16 2014-01-16 一种铝强化的镍基合金及其制备方法 Active CN103725923B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410018728.7A CN103725923B (zh) 2014-01-16 2014-01-16 一种铝强化的镍基合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410018728.7A CN103725923B (zh) 2014-01-16 2014-01-16 一种铝强化的镍基合金及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103725923A true CN103725923A (zh) 2014-04-16
CN103725923B CN103725923B (zh) 2016-08-17

Family

ID=50450213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410018728.7A Active CN103725923B (zh) 2014-01-16 2014-01-16 一种铝强化的镍基合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103725923B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111378873A (zh) * 2020-04-23 2020-07-07 北京钢研高纳科技股份有限公司 变形高温合金及其制备方法、发动机热端旋转部件和发动机
CN112011749A (zh) * 2020-07-29 2020-12-01 大冶特殊钢有限公司 一种无孤岛组织的镍基合金n08120环件的加工工艺
CN115233038A (zh) * 2022-06-23 2022-10-25 丹阳市金星镍材有限公司 一种高铝含量镍基高温合金及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1122326A1 (de) * 2000-01-14 2001-08-08 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. Nichtedelmetall-Legierung und Verwendung derselben
CN101528959A (zh) * 2006-10-17 2009-09-09 西门子公司 镍基高温合金
CN101864531A (zh) * 2008-12-25 2010-10-20 住友金属工业株式会社 奥氏体类耐热合金
CN102105260A (zh) * 2008-07-30 2011-06-22 三菱重工业株式会社 Ni基合金用焊接材料
WO2013183670A1 (ja) * 2012-06-07 2013-12-12 新日鐵住金株式会社 Ｎｉ基合金

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1122326A1 (de) * 2000-01-14 2001-08-08 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. Nichtedelmetall-Legierung und Verwendung derselben
CN101528959A (zh) * 2006-10-17 2009-09-09 西门子公司 镍基高温合金
CN102105260A (zh) * 2008-07-30 2011-06-22 三菱重工业株式会社 Ni基合金用焊接材料
CN101864531A (zh) * 2008-12-25 2010-10-20 住友金属工业株式会社 奥氏体类耐热合金
WO2013183670A1 (ja) * 2012-06-07 2013-12-12 新日鐵住金株式会社 Ｎｉ基合金

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111378873A (zh) * 2020-04-23 2020-07-07 北京钢研高纳科技股份有限公司 变形高温合金及其制备方法、发动机热端旋转部件和发动机
CN111378873B (zh) * 2020-04-23 2021-03-23 北京钢研高纳科技股份有限公司 变形高温合金及其制备方法、发动机热端旋转部件和发动机
CN112011749A (zh) * 2020-07-29 2020-12-01 大冶特殊钢有限公司 一种无孤岛组织的镍基合金n08120环件的加工工艺
CN112011749B (zh) * 2020-07-29 2021-10-08 大冶特殊钢有限公司 一种无孤岛组织的镍基合金n08120环件的加工工艺
CN115233038A (zh) * 2022-06-23 2022-10-25 丹阳市金星镍材有限公司 一种高铝含量镍基高温合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103725923B (zh) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106350716B (zh) 一种高强度外观件铝合金材料及其制备方法
CN111020298B (zh) 一种gh3039高温合金棒材及棒材的制备方法
US9309584B2 (en) Base material for high temperature alloy and manufacture method thereof
CN106591632A (zh) 一种改善铝锂合金综合性能的热处理工艺
CN105483448A (zh) 一种核用镍基高温合金gh4145丝材的制备方法
CN106555086A (zh) 一种高强耐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金棒材及其制备方法
CN107779706B (zh) 一种铝锂合金及挤压方法
CN103695721B (zh) 一种高强度镍基合金及其制备方法
CN105755409A (zh) 一种改善铝锂合金薄板耐损伤性能的热处理方法
CN104233003A (zh) 一种高锰镍铬电阻电热合金及其制备方法
CN102808105A (zh) 一种形状记忆铜合金的制备方法
CN109112425B (zh) 一种超高强度高韧性马氏体时效钢及其制备方法和应用
CN103725924B (zh) 一种镍合金及其制备方法
CN101654764A (zh) 一种铁镍基高弹性合金及其毛细管和毛细管的制造方法
CN102409258B (zh) 一种含硼的高强度、耐氢脆合金的组织均匀性控制方法
CN100529130C (zh) 高硬度钛合金及其制造方法
WO2015135253A1 (zh) 铝硅系合金及其生产方法
CN104233065A (zh) 一种碳化硅增强铁铝复合材料及其制备方法
CN109609860B (zh) 一种高机械品质因数弹性合金及其制造方法
CN102965543A (zh) 一种性能可调范围宽的高强钛合金
CN108411156A (zh) 一种近β型高强度钛合金及其制备方法
JP2022512995A (ja) 合金材料の一種及びその生産プロセス
CN105568113A (zh) 一种高强度Fe-Ni-Cr基高温耐蚀合金的复合强韧化工艺
CN103725923B (zh) 一种铝强化的镍基合金及其制备方法
CN114561517A (zh) 一种低密度高塑韧性钢及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180719

Address after: 212351 LV Town Industrial Park, Danyang, Zhenjiang, Jiangsu

Patentee after: Danyang Haiwei Electrothermal Alloy Co., Ltd.

Address before: 523000 A28, sea battle Hall Road, south facing village, Humen Town, Dongguan, Guangdong

Patentee before: Zhang Xia