CN109072348A - 铝、钴、镍和钛的fcc材料以及由其制成的产品 - Google Patents

铝、钴、镍和钛的fcc材料以及由其制成的产品 Download PDF

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Abstract

本发明题为“铝、钴、镍和钛的FCC材料以及由其制成的产品”。本公开涉及包含Al、Co、Ni和Ti的新型材料。所述新型材料可实现直接低于所述材料的固相线温度的面心立方(fcc)固溶体结构的单相区。所述新型材料可包括至少一个沉淀相并具有至少1100℃的固溶相线温度。所述新型材料可包含2.1重量％至8.4重量％的Al、4.7重量％至60.6重量％的Co、29.6重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。在一个实施方案中，所述沉淀物选自L12相、B2相、Ni3Ti相以及它们的组合。所述新型合金可实现改善的高温特性。

Description

铝、钴、镍和钛的FCC材料以及由其制成的产品
背景技术
INCONEL 625是基于镍的合金，该基于镍的合金具有61重量％的Ni、21.5重量％的Cr、9重量％的Mo和3.6重量％的(Nb+Ta)的标定成分。INCONEL 625具有从低温至980℃的高强度和韧性、良好的抗氧化性、抗疲劳强度和耐腐蚀性。
发明内容
概括地说，本专利申请涉及新型镍-钴-铝-钛材料(“新型材料”)，该材料具有直接低于材料的固相线温度的面心立方(fcc)固溶体结构的单相区。该新型材料可包括至少一个沉淀相并具有至少1100℃的固溶相线温度。固溶相线温度为升高的温度下材料的强度和热稳定性的指示。一般来说，固溶相线温度越高，升高的温度下的强度和热稳定性就越高。新型材料可包含2.1重量％至8.4重量％的Al、4.7重量％至60.6重量％的Co、29.6重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。在一个实施方案中，沉淀物选自L12相、B2相、Ni3Ti相以及它们的组合。沉淀相可通过固相转变过程形成。在一种具体方法中，新型材料可包含2.4重量％至7.6重量％的Al、5.2重量％至55.1重量％的Co、32.9重量％至88.1重量％的Ni和4.3重量％至8.6重量％的Ti，允许包含可选的附带元素和不可避免的杂质。下文详细描述了与新型材料相关的其他方面、方法和实施方案。
附图说明
图1为bcc、fcc和hcp晶胞的示意图。
图2a为四元组成图，该四元组成图以实心圆圈显示了本发明合金的非限制性示例。
图2b为一组二元组成图，该二元组成图以实心圆圈显示了本发明合金的非限制性示例。
图3为生产新型材料的方法的一个实施方案的流程图。
图4为获得具有fcc固溶体结构的锻造产品的方法的一个实施方案的流程图，该固溶体结构中具有一种或多种沉淀物。
具体实施方式
如上所述，本专利申请涉及新型镍-钴-铝-钛材料(“新型材料”)，该材料具有直接低于材料的固相线温度的面心立方(fcc)固溶体结构的单相区。如本领域的技术人员所知，并且如图1所示，面心立方(fcc)晶胞在立方体的八个角中的每一个上都具有原子，并且在该立方体的每个面上都具有一个原子。每个角原子都是另一个立方体的角，因此角原子在八个晶胞中共享，而面原子与两个晶胞共享。
由于本文所述的独特组合物，新型材料可实现直接低于材料的固相线温度的fcc固溶体结构的单相区。该新型材料还可具有高液相线温度和窄的平衡冷冻范围(例如，用于在凝固期间限制显微偏析)，使其适合通过传统的铸锭加工以及粉末冶金、成型铸造、增材制造以及它们的组合(混合加工)来生产。新型材料可用于高温应用中。
新型材料通常具有fcc晶体结构并包含2.1重量％至8.4重量％的Al、4.6重量％至89.6重量％的Co、4.6重量％至89.6重量％的Ni和3.7重量％至9.7重量％的Ti(“合金元素”)，其中该材料包含足量的Al、Co、Ni和Ti以实现fcc固溶体结构。该材料可包含Al、Co、Ni和Ti，允许包含附带元素和不可避免的杂质。如本文所用，“附带元素”包括可用于合金中的晶界改性剂、铸造助剂和/或晶粒结构控制材料，诸如碳、硼、锆、铪等。例如，碳、硼、锆、铪等中的一种或多种可以足以提供晶界改性的量添加。添加的量应被限制在足以提供晶界改性而不会不适当地降低材料的特性(诸如通过金属间化合物的形成)的量。作为一个非限制性示例，如果所提供的添加的量不会导致材料特性不适当的降低，则可将至多0.15重量％的C、至多0.15重量％的B、至多0.5重量％的Hf和至多0.5重量％的Zr添加到材料中。图2a至图2b示出了新型材料的各种组成的实施方案。实心圆圈是本发明合金的非限制性示例。下面的表1对应于图2a至图2b的一些合金，并且是根据本专利申请有用的合金类型的非限制性示例。合金1至合金6是第1层合金，合金7至合金12是第2层合金，其余合金是第3层合金。
表1
合金 Al(at.％) Co(at.％) Ni(at.％) Ti(at.％)
1 5 25 60 10
2 5 20 65 10
3 5 15 70 10
4 5 5 80 10
5 5 10 75 10
6 10 5 80 5
7 10 10 75 5
8 10 15 70 5
9 10 20 65 5
10 10 25 60 5
11 10 30 55 5
12 10 35 50 5
13 10 40 45 5
14 15 45 35 5
15 10 45 40 5
16 15 50 30 5
表2-合金层特性
在一种方法中，新型材料包括至少一个沉淀相并具有至少1100℃的固溶相线温度。在这种方法中，新型材料可包含2.1重量％至8.4重量％的Al、4.7重量％至60.6重量％的Co、29.6重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。在一个实施方案中，沉淀物选自L12相、B2相、Ni3Ti相以及它们的组合。沉淀相可在固态沉淀过程中形成。在一种具体方法中，新型材料可包含2.4重量％至7.6重量％的Al、5.2重量％至55.1重量％的Co、32.9重量％至88.1重量％的Ni和4.3重量％至8.6重量％的Ti。
在一种方法中，新型材料包含至少一种沉淀物，具有至少1100℃的固溶相线温度，并且实现不大于300℃的非平衡冷冻范围。在这种方法中，新型材料可包含2.1重量％至5.4重量％的Al、4.7重量％至41.3重量％的Co、47.9重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。在一个实施方案中，沉淀物选自L12相、Ni3Ti相以及它们的组合。沉淀相可在固态沉淀过程中形成。在一种具体方法中，新型材料可包含2.4重量％至4.9重量％的Al、5.2重量％至37.5重量％的Co、53.3重量％至88.1重量％的Ni和4.3重量％至8.6重量％的Ti。在一个实施方案中，该材料的非平衡冷冻范围不大于250℃。
在一种方法中，新型材料包含至少一种沉淀物，具有至少1100℃的固溶相线温度，并且实现不大于200℃的非平衡冷冻范围。在这种方法中，新型材料可包含2.1重量％至5.4重量％的Al、4.7重量％至28.9重量％的Co、56.5重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。在一个实施方案中，沉淀物选自L12相、Ni3Ti相以及它们的组合。沉淀相可在固态沉淀过程中形成。在一种具体方法中，新型材料可包含2.4重量％至4.9重量％的Al、5.2重量％至26.3重量％的Co、62.7重量％至85.4重量％的Ni和4.3重量％至8.6重量％的Ti。
在一种方法中，现在参考图3，生产新型fcc材料的方法包括以下步骤：(100)将包含Al、Co、Ni和Ti并且在上述组合物的范围内的混合物加热至高于混合物的液相线温度，从而形成液体；(200)将混合物从高于液相线温度冷却至低于固相线温度，其中，由于冷却，混合物形成具有fcc(面心立方)固溶体结构的固体产物(由于显微偏析可能具有其他相)，并且其中混合物包含足量的Al、Co、Ni和Ti以实现fcc固溶体结构；以及(300)将固体产物冷却至低于混合物的沉淀相的固溶相线温度，从而在固体产物的fcc固溶体结构内形成沉淀相，其中混合物包含足量的Al、Co、Ni和Ti以实现fcc固溶体结构内的沉淀相。在一个实施方案中，fcc固溶体是由液体形成的第一相。
在一个实施方案中，采用材料的受控冷却有利于合适的最终产品的实现。例如，方法可包括将混合物冷却至环境温度的步骤(400)，并且方法可包括在至少冷却步骤(300)和(400)期间控制冷却速率，使得在步骤(400)结束时，即在达到环境温度时，实现无裂缝铸锭。受控冷却可通过例如使用适当的水冷铸造模具来完成。
如本文所用，“铸锭”是指任何形状的铸造产品。术语“铸锭”包括坯锭。如本文所用，“无裂缝铸锭”是指完全没有裂缝的铸锭，使得其可用作制造铸锭。如本文所用，“制造铸锭”是指适合用于后续加工成最终产品的铸锭。后续加工可包括例如通过轧制、锻造、挤出中的任何一种进行热加工和/或冷加工，以及通过压缩和/或拉伸实现应力消除。
在一个实施方案中，可适当地处理无裂缝产品，诸如无裂缝铸锭，以从该材料获得最终的锻造产品。例如，现在参考图3至图4，上述图3的步骤(100)至步骤(400)可被认为是图4所示的铸造步骤(10)，从而产生上述无裂缝铸锭。在其他实施方案中，无裂缝产品可为通过例如成型铸造、增材制造或粉末冶金生产的无裂缝预制件。在任何情况下，可进一步处理无裂缝产品以获得具有fcc固溶体结构的锻造的最终产品，其中可选地具有一个或多个沉淀相。该进一步处理可包括下面描述的适合于实现最终产品形式的溶解(20)和加工(30)步骤的任何组合。一旦实现最终产品形式，材料可被沉淀硬化(40)以形成强化沉淀物。例如，最终产品的形式可为轧制产品、挤出产品或锻造产品。
继续参考图4，作为铸造步骤(10)的结果，铸锭可包括一些第二相颗粒。因此，该方法可包括一个或多个溶解步骤(20)，其中将铸锭、中间产品形式和/或最终产品形式加热至高于适用沉淀物的固溶相线温度但低于材料的固相线温度，从而溶解一些或所有的第二相颗粒。溶解步骤(20)可包括将材料浸泡足以溶解适用的第二相颗粒的时间。在浸泡之后，可将材料冷却至环境温度以进行后续加工。另选地，在浸泡之后，可通过加工步骤(30)立即对材料进行热加工。
加工步骤(30)通常涉及铸锭和/或中间产品形式的热加工和/或冷加工。例如，热加工和/或冷加工可包括材料的轧制、挤出或锻造。加工(30)可在任何溶解步骤(20)之前和/或之后进行。例如，在溶解步骤(20)结束之后，可使材料冷却至环境温度，然后再加热至适当的温度以进行热加工。另选地，可在约环境温度下对材料进行冷加工。在一些实施方案中，可将材料热加工，冷却至环境温度，然后进行冷加工。在另一个实施方案中，可在溶解步骤(20)的浸泡之后开始热加工，使得热加工不需要再加热产品。
加工步骤(30)可导致第二相颗粒的沉淀。就这一点而言，可适当地利用任何数量的后加工溶解步骤(20)来溶解由于加工步骤(30)而可能已经形成的一些或所有的第二相颗粒。
在任何适当的溶解(20)和加工(30)步骤之后，最终产品形式可为沉淀硬化的(40)。沉淀硬化(40)可包括将最终产品形式加热至高于适用沉淀物的固溶相线温度长达足以溶解至少一些由于加工而沉淀的第二相颗粒的时间，然后将最终产品形式快速冷却至低于适用沉淀物的固溶相线温度，从而形成沉淀颗粒。沉淀硬化(40)将还包括将产品在目标温度下保持长达足以形成强化沉淀物的时间，然后将产品冷却至环境温度，从而实现其中具有强化沉淀物的最终老化产品。在一个实施方案中，最终老化产品包含≥0.5体积％的强化沉淀物。强化沉淀物优选地位于fcc固溶体结构的基质内，从而通过与位错的相互作用赋予产品强度。
由于新型fcc材料的结构和组成，新型材料可实现特性的改进组合，诸如密度、延展性、强度、断裂韧性、抗氧化性、抗疲劳性、抗蠕变性和耐高温性等中的至少两种的改进组合。因此，新型材料可用于各种应用，举例来说，诸如用于机动车(客车、卡车和任何其他陆路车辆)和航空航天工业中的高温应用。例如，新型材料可用作发动机或其他高温应用中的涡轮机部件。其他部件包括用于发动机的刀片、盘、叶片、环和壳体。在一个实施方案中，新型材料被用在需要在600℃至1000℃或更高温度下操作的应用中。
上述新型fcc材料也可用于生产成型铸造产品或预制件。成型铸造产品是在铸造过程之后达到其最终产品形式或接近最终产品形式的那些产品。新型材料可成型铸造为任何所需的形状。在一个实施方案中，新型材料被成型铸造为机动车或航空航天部件(例如，成型铸造为发动机部件)。在铸造之后，可对成型铸造产品进行任何适当的溶解步骤(20)或沉淀硬化步骤(40)，如上所述。在一个实施方案中，成型铸造产品基本上由Al、Co、Ni和Ti组成，并且在上述组合物的范围内。在一个实施方案中，成型铸造产品包含≥0.5体积％的强化沉淀物。
尽管本专利申请通常被描述为涉及其中具有一种或多种上述列举的沉淀相的fcc基质合金材料，但应当理解，其他硬化相可适用于新型fcc基质合金材料，并且所有这些硬化相(相干或非相干)可用于本文所述的fcc合金材料。
新型fcc材料的增材制造
还可通过增材制造来制造上述新型材料。如本文所用，“增材制造”是指“连接材料以从3D模型数据制作目标件的过程，通常是逐层地，与减法制造方法相反”，如标题为“Standard Terminology for Additively Manufacturing Technologies”的ASTM F2792-12a中所定义的。新型材料可通过该ASTM标准中描述的任何适当的增材制造技术来制造，诸如粘结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉床熔化成型技术或片材层压等。
在一个实施方案中，增材制造过程包括沉积一种或多种粉末的连续层，然后选择性地熔化和/或烧结粉末，以逐层地形成增材制造体(产品)。在一个实施方案中，增材制造过程使用选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)等中的一种或多种。在一个实施方案中，增材制造过程使用得自EOS GmbH(德国慕尼黑克赖灵Robert-Stirling-Ring 1，邮编82152(Robert-Stirling-Ring 1,82152Krailling/Munich,Germany))的EOSINT M 280直接金属激光烧结(DMLS)增材制造系统或类似系统。
作为一个示例，包含(或基本包含)合金元素和任何可选的附带元素并且在上述组合物的范围内的原料诸如粉末或线材可被用于增材制造装置中以生产增材制造体，该增材制造体包括fcc固溶体结构，其中可选地具有沉淀相。在一些实施方案中，增材制造体是无裂缝预制件。可将粉末选择性地加热至高于材料的液相线温度，从而形成具有合金元素和任何可选的附带元素的熔池，然后快速固化熔池。
如上所述，增材制造可用于逐层地形成金属产品(例如,合金产品)，诸如通过金属粉末床。在一个实施方案中，金属粉末床用于形成产品(例如，定制的合金产品)。如本文所用，“金属粉末床”等是指包含金属粉末的床。在增材制造期间，相同或不同组合物的颗粒可熔化(例如，快速熔化)然后固化(例如，在没有均匀混合的情况下)。因此，可生产具有均匀或不均匀微观结构的产品。制备增材制造体的方法的一个实施方案可包括：(a)分散包含合金元素和任何可选的附带元素的粉末，(b)选择性地将一部分粉末加热(例如，通过激光)至高于待形成的特定主体的液相线温度的温度，(c)形成具有合金元素和任何可选的附带元素的熔池，以及(d)以每秒至少1000℃的冷却速率冷却熔池。在一个实施方案中，冷却速率为每秒至少10,000℃。在另一个实施方案中，冷却速率为每秒至少100,000℃。在另一个实施方案中，冷却速率为每秒至少1,000,000℃。可根据需要重复步骤(a)至步骤(d)直到完成主体，即直到形成/完成最终的增材制造体。其中可选地具有沉淀相的包括fcc固溶体结构的最终增材制造体可为复杂的几何形状或者可为简单的几何形状(例如，以片或板的形式)。在生产之后或期间，增材制造产品可能会变形(例如，通过轧制、挤出、锻造、拉伸、压缩中的一种或多种)。
用于增材制造新型材料的粉末可通过将新型材料的材料(例如，铸锭或熔化物)雾化成适当尺寸的粉末来生产，该适当尺寸是相对于增材制造过程中要使用的尺寸而言的。如本文所用，“粉末”是指包括多个颗粒的材料。粉末可用于粉末床以通过增材制造生产定制的合金产品。在一个实施方案中，在整个增材制造过程中使用相同的通用粉末来生产金属产品。例如，最终定制的金属产品可包括通过在增材制造过程中通常使用相同的金属粉末来生成的单个区域/基质。最终定制的金属产品可替代地包括至少两个单独生成的不同区域。在一个实施方案中，不同金属粉末床类型可用于生产金属产品。例如，第一金属粉末床可包括第一金属粉末，并且第二金属粉末床可包括不同于第一金属粉末的第二金属粉末。第一金属粉末床可用于生产合金产品的第一层或第一部分，并且第二金属粉末床可用于生产合金产品的第二层或第二部分。如本文所用，“颗粒”是指具有适合用于粉末床的粉末的尺寸(例如，5微米至100微米的尺寸)的微小物质碎片。颗粒可通过例如雾化产生。
如上所述，可对增材制造体进行任何适当的溶解(20)、加工(30)和/或沉淀硬化步骤(40)。如果实施，溶解(20)和/或加工(30)步骤可在增材制造体的中间形式上进行和/或可在增材制造体的最终形式上进行。如果实施，沉淀硬化步骤(40)通常相对于增材制造体的最终形式进行。在一个实施方案中，增材制造体基本上由合金元素和任何附带元素和杂质(诸如上述任何材料组合物)组成，其中可选地具有≥0.5体积％的沉淀相。
在另一个实施方案中，新型材料是用于后续加工的预制件。预制件可为铸锭、成型铸造件、增材制造产品或粉末冶金产品。在一个实施方案中，预制件的形状接近最终产品的最终所需形状，但预制件被设计成允许后续加工以获得最终产品形状。因此，预制件可诸如通过锻造、轧制或挤出被加工(30)来生产中间产品或最终产品，可对该中间产品或最终产品进行如上所述任何进一步适当的溶解(20)、加工(30)和/或沉淀硬化步骤(40)，以获得最终产品。在一个实施方案中，加工包括热等静压(hipping)以压缩零件。在一个实施方案中，可压缩合金预制件并且可降低孔隙率。在一个实施方案中，将热等静压的温度保持低于合金预制件的初始熔点。在一个实施方案中，预制件可为近净成型产品。
在一种方法中，利用电子束(EB)或等离子弧技术来生产增材制造体的至少一部分。电子束技术可促进比通过激光增材制造技术容易生产的更大零件的生产。在一个实施方案中，一种方法包括将直径小的线材(例如，直径≤2.54mm)馈送到电子束枪的送丝器部分。该线材可为上述组合物。电子束(EB)将线材加热至高于待形成的主体的液相点，然后快速固化(例如，每秒至少100℃)熔池以形成沉积材料。线材可通过传统的铸锭方法或通过粉末固结方法来制造。可根据需要重复这些步骤直到生成最终产品。等离子弧送丝(Plasmaarc wire feed)可类似地与本文公开的合金一起使用。在未示出的一个实施方案中，电子束(EB)或等离子弧增材制造装置可采用具有对应的多个不同辐射源的多个不同线材，每个线材和源都被馈送和激活，适当地提供具有金属基质的产品，该金属基质具有合金元素和任何可选的附带元素。
在另一种方法中，一种方法可包括：(a)选择性地将一种或多种金属粉末喷向建筑基板或喷在建筑基板上，(b)通过辐射源、金属粉末和可选的建筑基板加热至高于待形成的产品的液相线温度，从而形成熔池，(c)冷却熔池，从而形成金属产品的固体部分，其中冷却包括以每秒至少100℃的冷却速率冷却。在一个实施方案中，冷却速率为每秒至少1000℃。在另一个实施方案中，冷却速率为每秒至少10,000℃。冷却步骤(c)可通过将辐射源移离熔池和/或通过将具有熔池的建筑基板移离辐射源来完成。可根据需要重复步骤(a)至步骤(c)直到完成金属产品。喷射步骤(a)可通过一个或多个喷嘴来完成，并且可适当地改变金属粉末的组成以提供具有金属基质的定制的最终金属产品，该金属基质具有合金元素和任何可选的附带元素。通过在不同喷嘴中使用不同的粉末和/或通过实时改变提供给任何一个喷嘴的粉末组合物，可实时改变在任何时间加热的金属粉末的组成。工件可为任何合适的基板。在一个实施方案中，建筑基板本身是金属产品(例如，合金产品)。
如上所述，焊接可用于生产金属产品(例如，生产合金产品)。在一个实施方案中，通过以不同组成的多种金属部件的形式施加到前体材料上的熔化操作来生产产品。前体材料可相对于彼此并置呈现，以允许同时熔化和混合。在一个示例中，熔化发生在电弧焊接过程中。在另一个示例中，可在增材制造期间通过激光或电子束进行熔化。熔化操作导致多个金属部件在熔化状态下混合并形成金属产品，诸如以合金的形式。可以多个物理上分离的形式提供前体材料，诸如多个细长的股线或金属纤维或不同组成的金属合金，或者细长的股线或第一组合物的管和相邻的第二组合物的粉末(例如包含在管内)，或具有一个或多个覆层的股线。前体材料可形成为一种结构，例如，具有多个股线或纤维的绞合或编织的电缆或线材，或者具有外壳和粉末的管，该粉末包含在管的内腔中。然后可处理该结构以使其一部分(例如尖端)经受熔化操作，例如，通过将其用作焊接电极或用作增材制造的原料。当这样使用时，该结构及其组件前体材料可被熔化，例如以连续或离散的方法熔化，以形成焊缝或用于增材制造材料沉积的一条线或多个点。
在一个实施方案中，金属产品是插入在材料之间并连接到材料的焊接体或填充物，或者是将被焊接的材料，例如相同或不同材料的两个主体或单个材料的主体，该主体具有至少部分填充有填充物的孔。在另一个实施方案中，填充物表现出相对于其所焊接材料的组成变化的转变区，使得所得组合可被认为是合金产品。
基本上由fcc固溶体结构组成的新型fcc材料
虽然上述公开内容整体描述了如何生产其中具有沉淀相的新型fcc材料，但是也可以生产基本上由fcc固溶体结构组成的材料。例如，在如上所述生产铸锭、锻造体、成型铸造件或增材制造体之后，可将材料均质化，诸如以相对于上述溶解步骤(20)所述的方式。通过适当的快速冷却可抑制/限制任何第二相颗粒的沉淀，从而实现fcc固溶体材料基本上不含任何第二相颗粒，即材料基本上由fcc固溶体结构组成。
虽然已经详细描述了本文所述的新技术的各种实施方案，但是显而易见的是，本领域的技术人员将想到那些实施方案的修改和改编。然而，应该清楚地理解，这些修改和改编都在本公开技术的实质和范围内。

Claims (34)

1.一种物质组合物，包含：
2.1重量％至8.4重量％的Al；
4.6重量％至89.6重量％的Co；
4.6重量％至89.6重量％的Ni；
3.7重量％至9.7重量％的Ti；以及
余量，所述余量是任何可选的附带元素和杂质。
2.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述附带元素包含至多0.15重量％的C、至多0.15重量％的B、至多0.5重量％的Hf和至多0.5重量％的Zr。
3.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述物质组合物包含4.7重量％至60.6重量％的Co、29.6重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。
4.根据权利要求3所述的物质组合物，其中所述物质组合物包含2.1重量％至5.4重量％的Al、4.7重量％至41.3重量％的Co和47.9重量％至89.3重量％的Ni。
5.根据权利要求4所述的物质组合物，其中所述物质组合物包含4.7重量％至28.9重量％的Co和56.5重量％至89.3重量％的Ni。
6.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述物质组合物包含2.4重量％至7.6重量％的Al、5.2重量％至55.1重量％的Co、32.9重量％至88.1重量％的Ni和4.3重量％至8.6重量％的Ti。
7.根据权利要求6所述的物质组合物，其中所述物质组合物包含2.4重量％至4.9重量％的Al、5.2重量％至37.5重量％的Co和53.3重量％至88.1重量％的Ni。
8.根据权利要求7所述的物质组合物，其中所述物质组合物包含5.2重量％至26.3重量％的Co和62.7重量％至85.4重量％的Ni。
9.一种合金体，包含根据权利要求1至8所述的物质组合物中的任一种。
10.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体为航空航天部件或机动车部件的形式。
11.根据权利要求10所述的航空航天部件，其中所述航空航天部件或机动车部件是涡轮机。
12.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体包括密度、延展性、强度、断裂韧性、抗氧化性、抗疲劳性、抗蠕变性和耐高温性中的至少两种的改进组合。
13.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体为铸锭的形式。
14.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体为轧制产品的形式。
15.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体为挤出的形式。
16.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体为锻造的形式。
17.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体为成型铸造的形式。
18.根据权利要求9所述的合金体，其中所述合金体为增材制造产品的形式。
19.一种方法，包括：
(a)在增材制造装置中使用原料，其中所述原料包含：
2.1重量％至8.4重量％的Al；
4.6重量％至89.6重量％的Co；
4.6重量％至89.6重量％的Ni；以及
3.7重量％至9.7重量％的Ti；
(b)使用所述原料在所述增材制造装置中生产金属产品。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述原料包括粉末原料，其中所述方法包括：
(a)将所述粉末原料的金属粉末分散到床中和/或将所述粉末原料的金属粉末喷向基板或喷在基板上；
(b)选择性地将所述金属粉末的一部分加热至高于其液相线温度，从而形成熔池；
(c)冷却所述熔池，从而形成所述金属产品的一部分，其中所述冷却包括以每秒至少100℃的冷却速率冷却；以及
(d)重复步骤(a)至步骤(c)直到完成所述金属产品，其中所述金属产品包括金属基质，其中所述Al、Co、Ni和Ti构成所述基质。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述加热包括用辐射源加热，并且其中所述冷却速率为每秒至少1000℃。
22.根据权利要求19所述的方法，其中所述原料包括线材原料，其中所述方法包括：
(a)使用辐射源将所述线材原料加热至高于其液相点，从而形成熔池，其中所述熔池包含Al、Co、Ni和Ti；
(b)以每秒至少1000℃的冷却速率冷却所述熔池；以及
(c)重复步骤(a)至步骤(b)直到完成所述金属产品，其中所述金属产品包括金属基质，其中所述Al、Co、Ni和Ti构成所述基质。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，包括：
其中所述冷却速率足以形成至少一个沉淀相。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述至少一个沉淀相包含L12、Ni3Ti和B2中的至少一者。
25.根据权利要求23至24中任一项所述的方法，其中所述金属产品包括至少0.5体积％的所述沉淀相。
26.根据权利要求19所述的方法，其中所述增材制造装置包括粘结剂喷射装置。
27.根据权利要求19所述的方法，其中所述增材制造装置是定向能量沉积装置。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述定向能量沉积装置包括电子束装置或等离子弧装置。
29.根据权利要求19所述的方法，包括：
加工所述金属产品。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述金属产品是最终增材制造体，并且其中所述加工是加工所述最终增材制造体。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述生产步骤包括：
第一，使用所述原料生产所述金属产品的一部分；
第二，使用所述原料生产所述金属产品的另一部分；
其中所述加工至少发生在所述第一生产步骤或所述第二生产步骤之后。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述加工发生在所述第一生产步骤和所述第二生产步骤之间。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其中所述加工包括热等静压。
34.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其中所述加工包括轧制、锻造和挤出中的一种或多种。
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