CN110643856A - 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品 - Google Patents

一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品 Download PDF

Info

Publication number
CN110643856A
CN110643856A CN201810673349.XA CN201810673349A CN110643856A CN 110643856 A CN110643856 A CN 110643856A CN 201810673349 A CN201810673349 A CN 201810673349A CN 110643856 A CN110643856 A CN 110643856A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
alloy
based alloy
weight percent
molybdenum
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
CN201810673349.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110643856B (zh
Inventor
秦子珺
邓睿
刘锋
刘咏
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201810673349.XA priority Critical patent/CN110643856B/zh
Publication of CN110643856A publication Critical patent/CN110643856A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110643856B publication Critical patent/CN110643856B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提供了一种镍基合金，其包括：10.0wt％～30.0wt％的钴，10wt％～20wt％的铬，2.0wt％～6.0wt％的铝，2.0wt％～5.0wt％的钛，2.0wt％～7.0wt％的钼，0.01wt％～0.10wt％的锆，0.01wt％～0.10wt％的碳，0.01wt％～0.10wt％的硼，大于0wt％且小于2.0wt％的钪，0wt％～3.0wt％的铌，0.0wt％～4.0wt％的钽，0wt％～5.0wt％的钨，0wt％～1.0wt％的铪，余量的镍；还提供了镍基合金的制备方法与一种制造物品。本申请通过引入Sc元素提高了镍基合金的高温强度和塑性，且获得具有组织超塑性晶粒度的镍基合金。

Description

一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品
技术领域
本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品。
背景技术
多晶镍基高温合金是目前作为航空发动机涡轮盘、压机气盘等部件使用最广泛的材料。它可以通过铸造+锻造或粉末冶金的工艺制备成型。采用铸锻工艺制备高温合金具有流程短、成本较低等优点，但随着高温合金合金元素种类的增多、合金化程度不断提高，采用该工艺引起的元素偏析成为不可忽视的问题；粉末冶金高温合金是采用粉末冶金工艺生产的高性能结构材料，解决了传统铸锻高温合金由于合金化程度提高而带来的偏析严重、组织和性能不均匀问题。粉末冶金高温合金主要用于航空发动机中性能要求极为苛刻的热端转动部件，如涡轮盘、压机气盘、鼓筒轴、挡板等。由于粉末颗粒细小(通常小于15μm)，冷却速度快，成分均匀以及无宏观偏析，粉末冶金高温合金具有合金化程度高、晶粒细小、材料利用率高、综合性能好，尤其是屈服强度和疲劳性能优异等优点。
从二十世纪六十年代开始研制粉末冶金高温合金，根据合金的化学成分和性能特点，可以将合金划分为三代：(1)以René95为代表的第一代高强型粉末冶金高温合金，其γ′相含量高(一般大于45％)，具有高的拉伸强度，使用温度在650℃左右；(2)以René88DT、U720LI合金为代表的第二代损伤容限型粉末冶金高温合金，具有较高的持久强度、疲劳裂纹扩展抗力以及损伤容限，最高使用温度在700～750℃之间；(3)以René104、RR1000为代表的第三代粉末冶金高温合金，兼顾了强度和损伤容限性能，抗拉强度明显高于第二代，同时具备更高的疲劳裂纹扩展抗力，使用温度为750℃。从现有的三代粉末冶金高温合金的合金成分来看，组成粉末冶金高温合金的元素种类高达十余种，且不断有新合金元素的加入，如第三代粉末高温合金中普遍加入了难熔元素Ta，合金化程度很高，因此，成分-组织-工艺-性能的关系也变得十分复杂。
涡轮盘用高温合金及其制造具有化学成分多(>10个)、工艺流程长、控制环境多等特点，造成了其热加工难度大、服役性能分散性大等问题。因此，材料工作中对涡轮盘用高温合金成分及工艺设计尤为关键，通过提高其服役温度(650℃～850℃)的高温强度、抗氧化、抗蠕变、抗疲劳及抗疲劳裂纹扩展等综合力学性能，降低其加工温度(0.85Tm左右，1000℃以上)的强度，并提高其高温塑性变形能力，可有效满足新一代航空航天领域对高温合金材料的需求。
为了进一步提高镍基合金的高温抗蠕变、抗疲劳及热加工性等综合性能，添加适量的过渡族金属元素是高温合金成分设计的一个重要方向。大量研究工作表明，Re、Ru、W、Ta等过渡族金属元素以及Hf、Ta、Nb等过渡族金属元素在镍基合金中属于常添加元素，而高温合金中的微合金化设计还主要集中在过渡族重金属元素和C、B等间隙原子，而如Sc这类具有较大原子半径的过渡族轻稀土金属元素在高温合金中的研究尚未开展。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种镍基合金，本申请提供的镍基合金可通过动态再结晶均匀细化晶粒，且具有较好的高温强度与塑性。
有鉴于此，本申请提供了一种镍基合金，包括：
10.0wt％～30.0wt％的钴；
10wt％～20wt％的铬；
2.0wt％～6.0wt％的铝；
2.0wt％～5.0wt％的钛；
2.0wt％～7.0wt％的钼；
0.01wt％～0.10wt％的锆；
0.01wt％～0.10wt％的碳；
0.01wt％～0.10wt％的硼；
大于0wt％且小于2.0wt％的钪；
0wt％～3.0wt％的铌；
0wt％～4.0wt％的钽；
0wt％～5.0wt％的钨；
0wt％～1.0wt％的铪；
余量的镍。
优选的，包括15.0wt％～28.0wt％的钴。
优选的，包括3.0wt％～5.0wt％的钼。
优选的，包括12wt％～16wt％的铬。
优选的，包括2.5wt％～4.2wt％的铝。
优选的，包括3.5wt％～4.8wt％的钛。
本申请还提供了所述的镍基合金的制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比制备铸造母合金；所述铸造母合金中包括：10.0wt％～30.0wt％的钴，10wt％～20wt％的铬，2.0wt％～6.0wt％的铝，2.0wt％～5.0wt％的钛，2.0wt％～7.0wt％的钼，0.01wt％～0.10wt％的锆，0.01wt％～0.10wt％的碳，0.01wt％～0.10wt％的硼，大于0wt％且小于2.0wt％的钪，0wt％～3.0wt％的铌，0.0wt％～4.0wt％的钽，0wt％～5.0wt％的钨，0wt％～1.0wt％的铪，余量的镍；
将所述铸造母合金进行氩气雾化制粉，再进行热挤压，得到镍基合金。
优选的，所述热挤压的挤压比大于10。
本申请还提供了一种应用于航空发动机涡轮盘的制造物品，由包括以下元素的合金制备得到：
10.0wt％～30.0wt％的钴；
10wt％～20wt％的铬；
2.0wt％～6.0wt％的铝；
2.0wt％～5.0wt％的钛；
2.0wt％～7.0wt％的钼；
0.01wt％～0.10wt％的锆；
0.01wt％～0.10wt％的碳；
0.01wt％～0.10wt％的硼；
大于0wt％且小于2.0wt％的钪；
0wt％～3.0wt％的铌；
0.0wt％～4.0wt％的钽；
0wt％～5.0wt％的钨；
0wt％～1.0wt％的铪；
余量的镍。
本申请提供了一种镍基合金，其包括：10.0wt％～30.0wt％的钴，10wt％～20wt％的铬，2.0wt％～6.0wt％的铝，2.0wt％～5.0wt％的钛，2.0wt％～7.0wt％的钼，0.01wt％～0.10wt％的锆，0.01wt％～0.10wt％的碳，0.01wt％～0.10wt％的硼，大于0wt％且小于2.0wt％的钪，0wt％～3.0wt％的铌，0.0wt％～4.0wt％的钽，0wt％～5.0wt％的钨，0wt％～1.0wt％的铪，余量的镍；本发明提供的镍基合金中晶界及晶内存在多类型析出相，且晶界析出相随Sc含量的增加而增加，Sc元素的加入形成了第二相，其促进了镍基合金的非均匀形核，同时由于钉扎作用，细化了组织晶粒，并有助于其在1000℃以上变形时的动态再结晶晶粒均匀细化，以获得具有组织超塑性的晶粒度。因此本申请提供的镍基合金通过Sc的引入提高了合金的高温强度和塑性。
附图说明
图1为本发明实施例1～3制备的镍基合金的晶粒尺寸分布照片；
图2为本发明实施例1制备的镍基合金的相分析组图；
图3为本发明实施例2制备的镍基合金的EPMA分析组图；
图4为本发明实施例1～3制备的镍基合金的SEM照片；
图5为本发明实施例1～3制备的镍基合金在室温与750℃的拉伸性能曲线图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
针对现有镍基合金的现状，本发明公开了一种镍基合金，其通过引入Sc元素，并调整其他合金的成分，使其具有较好的高温强度和塑性，并有助于其在1000℃以上变形时的动态再结晶晶粒均匀细化，以获得了具有组织超塑性的晶粒度的镍基合金。具体的，所述镍基合金包括：
10.0wt％～30.0wt％的钴；
10wt％～20wt％的铬；
2.0wt％～6.0wt％的铝；
2.0wt％～5.0wt％的钛；
2.0wt％～7.0wt％的钼；
0.01wt％～0.10wt％的锆；
0.01wt％～0.10wt％的碳；
0.01wt％～0.10wt％的硼；
大于0wt％且小于2.0wt％的钪；
0wt％～3.0wt％的铌；
0.0wt％～4.0wt％的钽；
0wt％～5.0wt％的钨；
0wt％～1.0wt％的铪；
余量的镍。
在镍基合金中，Co在Ni中可以形成连续置换固溶体，促使γ'相变成(Ni，Co)3(Al，Ti)，提高了合金的高温性能。Co含量过高则出现HCP-D024结构的Ni3Ti相，该相的存在会使强度下降，Ni3Ti相本身无硬化作用而且要消耗一部分γ'相。经过调整，本申请所述钴的含量为10.0wt～30.0wt％；在具体实施例中，所述钴的含量为15.0wt％～28.0wt％；在某些具体实施例中，所述钴的含量为18.0～24.5wt％。
Cr在镍基高温合金中主要起到增加合金抗氧化和抗腐蚀能力。Cr与Ni形成具有一定溶解度的有限固溶体，主要强化γ基体，但是Cr含量过高对合金的组织稳定性不利。本申请所述铬的含量为10wt％～20wt％，在具体实施例中，所述铬的含量为12wt％～16wt％；在某些具体实施例中，所述铬的含量为14～15.5wt％。
Al与Ti元素是典型的γ'相形成元素，提高合金中Al、Ti元素的含量有助于增强沉淀强化的效果，但是过量的Al、Ti不利于合金的热加工性能，同时Ti元素能有增强γ'相的反相畴界能，提高合金强度，但是过高的Ti/Al原子比会促使η相的析出，不利于合金的组织稳定性。本申请中所述铝的含量为2.0wt％～6.0wt％，钛的含量为2.0wt％～5.0wt％；某些实施例中，所述铝的含量为2.5wt％～4.2wt％，钛的含量为3.5wt％～4.8wt％；在某些具体实施例中，所述铝的含量为2.8～3.2wt％，所述钛的含量为3.6～4.2wt％。
难熔元素Ta的原子半径较大，加入合金中可明显增加γ'相的点阵常数，提高γ'相的强化效果。加入Ta，既不影响合金塑性，还可提高合金的抗蠕变性能，可明显降低疲劳裂纹扩展速率。本申请中所述钽的含量为0wt％～4.0wt％，在某些具体实施例中，所述钽的含量为1.5～2.8wt％。
与Ta元素相似，γ'相形成元素Nb也能强化γ'相，但是过量的Nb不利于合金的抗疲劳性能，本申请中所述铌的含量为0wt％～3.0wt％。
W是镍基粉末高温合金中常用的固溶强化元素，其在γ基体相中有较大的固溶度，引起γ相的点阵常数和弹性模量的变化。本申请中所述钨的含量为0wt％～5.0wt％。
钼(Mo)元素是高温合金中常用的固溶强化元素，它能够有效增强合金固溶强化的效果，起到提高合金高温强度和抗蠕变性能的作用，但是继续提高Mo的含量对合金的组织稳定性和抗氧化性能不利，本申请中所述钼的含量为2.0wt％～7.0wt％；在某些具体实施例中，所述钼的含量为3.0wt％～5.0wt％；在某些具体实施例中，所述钼的含量为4.5～5wt％。
申请人在实验中发现：晶界及晶内存在多种类型的析出相，且晶界析出相含量随Sc含量的增加而增加；Sc元素的加入形成的第二相会促进合金的非均匀形核，同时由于含Sc第二相在晶界的钉扎作用，可细化晶粒。因此，Sc元素的引入可提高合金的高温强度和塑性，并有助于其在1000℃以上变形时的动态再结晶晶粒均匀细化，以获得了具有组织超塑性的晶粒度。本申请中所述Sc的含量大于0且小于2wt％，在具体实施例中所述Sc的含量大于0且小于1wt％。
C、B、Zr、Hf这些晶界微量元素偏聚到晶界处可提高晶间结合力，强化晶界，从而提高合金的蠕变强度、塑性和低周疲劳寿命。但是当这些元素添加过量时，则促进碳(硼)化物的析出，合金的上述性能并没有得到进一步提高。本申请所述碳的含量为0.01wt％～0.1wt％，所述硼的含量为0.01wt％～0.1wt％，所述锆的含量为0.01wt％～0.1wt％，所述铪的含量为0wt％～1wt％；在某些具体实施例中，所述碳的含量为0.01wt％～0.05wt％，所述硼的含量为0.01wt％～0.03wt％，所述锆的含量为0.01wt％～0.05wt％。
本申请还提供了所述镍基合金的制备方法，其包括：
按照质量百分比制备铸造母合金；所述铸造母合金中包括：10.0wt％～30.0wt％的钴，10wt％～20wt％的铬，2.0wt％～6.0wt％的铝，2.0wt％～5.0wt％的钛，2.0wt％～7.0wt％的钼，0.01wt％～0.10wt％的锆，0.01wt％～0.10wt％的碳，0.01wt％～0.10wt％的硼，大于0wt％且小于2.0wt％的钪，0wt％～3.0wt％的铌，0.0wt％～4.0wt％的钽，0wt％～5.0wt％的钨，0wt％～1.0wt％的铪，余量的镍；
将得到的铸造母合金进行氩气雾化制粉，再进行热挤压，得到镍基合金。
在制备镍基合金的过程中，本申请首先铸造母合金，所述铸造母合金的方式按照本领域技术人员熟知的熔炼方法进行，此处没有特别的限制。
按照本发明，在铸造母合金之后则将得到的铸态母合金进行氩气雾化制粉，所述氩气雾化制粉的过程具体为：采用坩埚熔炼母合金材料，合金液经中间包底部导管流至雾化喷嘴处，被超音速气体冲击破碎，雾化成微米级尺度的细小熔滴，熔滴球化并凝固成粉末；在氩气雾化制粉的过程中，应保证高的真空度、过热度大于100℃及保持雾化介质压力在3.5～4.0Mpa。
本申请最后将上述得到的合金粉末进行热挤压，所述热挤压的过程具体为将粉末填装入包套中，填装时不停轻敲包套外壁使粉末充实，抽气封焊；在热挤压的过程中，挤压比大于10，采用大挤压比的挤压工艺直接挤压粉末得到组织性能优良的合金。
在制备镍基合金的过程中，热等静压可提高合金的致密度使合金均匀化，本发明在制备镍基合金的过程中，采用铸造母合金-氩气雾化制粉-热挤压的工艺，在热挤压之前未进行热等静压的工序，但是合金密度并未降低，且得到的镍基合金的组织均匀；另一方面，通过减少热等静压步骤，缩短了工艺流程，降低了生产成本，提高了生产效率。
本申请所述镍基合金的形成方式为制造物品，所述物品可应用于航空发动机组件，更具体的应用于燃气发动机涡轮盘；本申请所述制造物品的镍基合金包括：10.0wt％～30.0wt％的钴，10wt％～20wt％的铬，2.0wt％～6.0wt％的铝，2.0wt％～5.0wt％的钛，2.0wt％～7.0wt％的钼，0.01wt％～0.10wt％的锆，0.01wt％～0.10wt％的碳，0.01wt％～0.10wt％的硼，大于0wt％且小于2.0wt％的钪，0wt％～3.0wt％的铌，0.0wt％～4.0wt％的钽，0wt％～5.0wt％的钨，0wt％～1.0wt％的铪，余量的镍；
上述元素的优选方案，本申请进行了具体说明，此处不再进行赘述。
本申请所述上述制造物品的制备方法为本领域技术人员熟知的，对此本申请不进行特别的限制。
镍基高温合金包括三种基本强化手段，即固溶强化、析出相强化与晶界强化。其中Co、Cr、Mo、W等元素具有固溶强化作用，Al、Ti、Nb与Ta等元素具有沉淀强化作用，C、B、Zr、Hf等元素具有晶界强化等作用，特别地，Sc在本申请提供的镍基合金中具有析出相强化的作用，其还具有晶界钉扎作用，可细化晶粒，使得到的镍基合金具有细化的晶粒，可改善镍基合金的组织，提高镍基合金的高温强度与塑性。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的镍基合金进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例
制备镍基合金，按照本申请提供的合金元素的范围配比不同可分为实施例1、实施例2、实施例3和实施例4，同时提供了对比例1，具体成分如表1所示，
表1实施例与对比例提供的镍基合金的成分数据表
合金 Ni Co Cr Al Ti Mo Ta Zr B C Hf W Nb Sc
对比例1 Bal. 18.47 15.02 3.03 3.64 4.98 1.96 0.054 0.014 0.034 0.45 0 0 0
实施例1 Bal. 18.47 15.02 3.03 3.64 4.98 1.96 0.054 0.014 0.034 0.45 0 0 0.02
实施例2 Bal. 18.38 14.96 2.97 3.58 5.01 1.96 0.055 0.015 0.033 0.45 0 0 0.05
实施例3 Bal. 18.39 14.96 2.99 3.6 5.01 1.97 0.054 0.014 0.032 0.45 0 0 0.10
实施例4 Bal. 18.39 14.96 2.99 3.6 5.01 1.97 0.054 0.014 0.032 0.45 0 0 0.30
实施例5 Bal. 15.00 16.60 2.50 5.00 3.00 0 0.030 0.010 0.025 0 0 0 0.50
实施例6 Bal. 26.00 13.30 3.20 3.70 4.00 0 0.050 0.025 0.050 0.20 0.95 0.95 1.00
实施例7 Bal. 26.00 13.30 3.20 3.70 4.00 0 0.050 0.025 0.050 0.20 0.95 0.95 2.00
上述镍基合金的制备方法具体为：
按照质量百分比制备铸造母合金；参考模具体积和合金密度，以及目标成分和各元素的烧损状况，制定了总的投料量和各元素的质量；
将得到的铸造母合金进行氩气雾化制粉；采用坩埚熔炼母合金材料，合金液经中间包底部导管流至雾化喷嘴处，被超音速气体冲击破碎，雾化成微米级尺度的细小熔滴，熔滴球化并凝固成粉末；氩气雾化制粉的过程中，应保证高的真空度、过热度大于100℃及保持雾化介质压力在3.5～4.0Mpa；
将粉末填装入包套中，填装时不停轻敲包套外壁使粉末充实，抽气封焊进行热挤压；在热挤压的过程中，挤压比大于10，由此得到镍基合金。
从以下四个方面对比实施例与对比例的性能，具体为：
1)晶粒尺寸
图1为实施例1～3制备的镍基合金的晶粒尺寸分布照片，其中图a)为实施例1制备的镍基合金的晶粒尺寸分布照片，图b)为实施例2制备的镍基合金的晶粒尺寸分布照片，图c)为实施例3制备的镍基合金的晶粒尺寸分布照片；根据图1可知，Sc的添加促进了动态再结晶晶粒均匀细化，晶粒的平均尺寸由实施例1的7.5μm降低至实施例3的4.8μm。
2)显微硬度
以1kgN的压力对实施例制备的镍基合金进行显微硬度测试，表2为实施例1～3制备的镍基合金的显微硬度。
表2实施例制备的镍基合金的显微硬度数据表
Figure BDA0001709131530000101
由表2可知，本申请制备的镍基合金的维氏硬度随着Sc含量的提升呈现增加趋势，从实施例1的407.7HV提升至实施例3的422.4HV。
3)相分析
图2为本申请实施例1制备的镍基合金的相分析组图；由图2可知，SEM结果表明镍基合金中存在大量衬度为白色及黑色的第二相，EDS结果表明，白色析出相为富Ti、Ta的碳化物，黑色析出相为富Sc的氧化物。
图3为本申请实施例2制备的镍基合金的EPMA分析组图，由图3可知，镍基合金内分布有两种衬度相异的析出相，两类析出相尺寸相近，约为400nm；面分析结果表明，Sc、O元素易于黑色析出相内富集，而Ti、Ta及C则易于白色析出相内富集；由此可以推测，黑色析出相为含Sc氧化物，白色析出相为含Ti、Ta的碳化物。
图4为本申请实施例1～3制备的镍基合金的SEM照片，图a)为实施例1制备的镍基合金的SEM照片，图b)为实施例2制备的镍基合金的SEM照片，图c)为实施例3制备的镍基合金的SEM照片；由图4可知，实施例1制备的镍基合金的第二相的含量为3.172％，实施例2制备的镍基合金的第二相的含量为4.675％，实施例3制备的镍基合金的第二相的含量为7.266％。
4)拉伸性能
图5为实施例1～3制备的镍基合金在室温与750℃的拉伸性能曲线图，其中图a)为实施例1～3制备的镍基合金的工程应力应变曲线，图b)为实施例1～3与对比例1制备的镍基合金的拉伸柱形图，左侧两柱为对比例1不加Sc的RR1000合金的室温、高温拉伸性能，右侧六柱为实施例1-3即添加Sc后的RR1000合金的室温、高温拉伸性能；由图5可知，Sc的添加同时提高了合金的强度和韧性，合金经过热处理后，相对于不加Sc的RR1000合金，含Sc的合金在750℃的抗拉强度提高了20％，断后延伸率提高了3倍至15％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种镍基合金，包括：
10.0wt％～30.0wt％的钴；
10wt％～20wt％的铬；
2.0wt％～6.0wt％的铝；
2.0wt％～5.0wt％的钛；
2.0wt％～7.0wt％的钼；
0.01wt％～0.10wt％的锆；
0.01wt％～0.10wt％的碳；
0.01wt％～0.10wt％的硼；
大于0wt％且小于2.0wt％的钪；
0wt％～3.0wt％的铌；
0wt％～4.0wt％的钽；
0wt％～5.0wt％的钨；
0wt％～1.0wt％的铪；
余量的镍。
2.根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，包括15.0wt％～28.0wt％的钴。
3.根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，包括3.0wt％～5.0wt％的钼。
4.根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，包括12wt％～16wt％的铬。
5.根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，包括2.5wt％～4.2wt％的铝。
6.根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，包括3.5wt％～4.8wt％的钛。
7.权利要求1～6任一项所述的镍基合金的制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比制备铸造母合金；所述铸造母合金中包括：10.0wt％～30.0wt％的钴，10wt％～20wt％的铬，2.0wt％～6.0wt％的铝，2.0wt％～5.0wt％的钛，2.0wt％～7.0wt％的钼，0.01wt％～0.10wt％的锆，0.01wt％～0.10wt％的碳，0.01wt％～0.10wt％的硼，大于0wt％且小于2.0wt％的钪，0wt％～3.0wt％的铌，0.0wt％～4.0wt％的钽，0wt％～5.0wt％的钨，0wt％～1.0wt％的铪，余量的镍；
将所述铸造母合金进行氩气雾化制粉，再进行热挤压，得到镍基合金。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热挤压的挤压比大于10。
9.一种应用于航空发动机涡轮盘的制造物品，由包括以下元素的合金制备得到：
10.0wt％～30.0wt％的钴；
10wt％～20wt％的铬；
2.0wt％～6.0wt％的铝；
2.0wt％～5.0wt％的钛；
2.0wt％～7.0wt％的钼；
0.01wt％～0.10wt％的锆；
0.01wt％～0.10wt％的碳；
0.01wt％～0.10wt％的硼；
大于0wt％且小于2.0wt％的钪；
0wt％～3.0wt％的铌；
0.0wt％～4.0wt％的钽；
0wt％～5.0wt％的钨；
0wt％～1.0wt％的铪；
余量的镍。
CN201810673349.XA 2018-06-26 2018-06-26 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品 Active CN110643856B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810673349.XA CN110643856B (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810673349.XA CN110643856B (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110643856A true CN110643856A (zh) 2020-01-03
CN110643856B CN110643856B (zh) 2021-11-30

Family

ID=68988777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810673349.XA Active CN110643856B (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110643856B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112553504A (zh) * 2020-11-23 2021-03-26 中国华能集团有限公司 一种高抗氧化性能的析出强化型镍钴基合金及其制备方法
US20220062992A1 (en) * 2020-08-30 2022-03-03 Central South University Nickel-based superalloy for 3d printing and powder preparation method thereof
CN114457274A (zh) * 2022-03-10 2022-05-10 中国人民解放军第五七一九工厂 用于航空发动机的镍基合金粉末及生产方法和打印方法
CN114737100A (zh) * 2022-04-19 2022-07-12 中南大学 稀土元素钪改性的镍基高温合金及其制备方法
CN115287575A (zh) * 2022-07-21 2022-11-04 中国航发成都发动机有限公司 超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法
JP2023545863A (ja) * 2020-11-12 2023-10-31 チャイナ ユナイテッド ガスタービン テクノロジー カンパニー リミテッド 耐クリープ、長寿命ニッケル基変形高温合金、及び耐クリープ、長寿命ニッケル基変形高温合金の製造方法及び応用
WO2023240732A1 (zh) * 2022-06-16 2023-12-21 北京钢研高纳科技股份有限公司 一种高抗蠕变性能镍基粉末高温合金及其制备方法
RU2828264C1 (ru) * 2020-11-12 2024-10-08 Китайская Объединенная Компания По Технологии Газовых Турбин, Лтд Деформируемый жаропрочный сплав на основе никеля с высоким сопротивлением ползучести и длительным сроком службы и способ его получения и применения

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3524744A (en) * 1966-01-03 1970-08-18 Iit Res Inst Nickel base alloys and process for their manufacture
US5370497A (en) * 1991-10-24 1994-12-06 Hitachi, Ltd. Gas turbine and gas turbine nozzle
EP1042103A1 (en) * 1997-10-27 2000-10-11 Siemens Westinghouse Power Corporation Method of bonding cast superalloys
US6551372B1 (en) * 1999-09-17 2003-04-22 Rolls-Royce Corporation High performance wrought powder metal articles and method of manufacture
CN101260483A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 中南大学 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法
CN101935780A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 通用电气公司 控制和细化经超溶线热处理镍基超合金中最终粒度的方法
CN102089449A (zh) * 2008-07-14 2011-06-08 西门子公司 镍基γ'相强化的超合金
US20110203707A1 (en) * 2009-05-29 2011-08-25 General Electric Company Nickel-base alloy, processing therefor, and components formed thereof
CN104946933A (zh) * 2009-05-29 2015-09-30 通用电气公司 镍基超合金及由其制成的构件
RU2623540C1 (ru) * 2016-08-12 2017-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Гранулируемый высокожаропрочный никелевый сплав и изделие, изготовленное из него

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3524744A (en) * 1966-01-03 1970-08-18 Iit Res Inst Nickel base alloys and process for their manufacture
US5370497A (en) * 1991-10-24 1994-12-06 Hitachi, Ltd. Gas turbine and gas turbine nozzle
EP1042103A1 (en) * 1997-10-27 2000-10-11 Siemens Westinghouse Power Corporation Method of bonding cast superalloys
US6551372B1 (en) * 1999-09-17 2003-04-22 Rolls-Royce Corporation High performance wrought powder metal articles and method of manufacture
CN101260483A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 中南大学 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法
CN102089449A (zh) * 2008-07-14 2011-06-08 西门子公司 镍基γ'相强化的超合金
US20110203707A1 (en) * 2009-05-29 2011-08-25 General Electric Company Nickel-base alloy, processing therefor, and components formed thereof
CN104946933A (zh) * 2009-05-29 2015-09-30 通用电气公司 镍基超合金及由其制成的构件
CN101935780A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 通用电气公司 控制和细化经超溶线热处理镍基超合金中最终粒度的方法
RU2623540C1 (ru) * 2016-08-12 2017-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Гранулируемый высокожаропрочный никелевый сплав и изделие, изготовленное из него

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RUI DENG， FENG LIU等: "Effects of scandium on microstructure and mechanical properties of RR1000", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *
陈国良: "《高温合金学》", 31 May 1988, 冶金工业出版社 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220062992A1 (en) * 2020-08-30 2022-03-03 Central South University Nickel-based superalloy for 3d printing and powder preparation method thereof
JP2023545863A (ja) * 2020-11-12 2023-10-31 チャイナ ユナイテッド ガスタービン テクノロジー カンパニー リミテッド 耐クリープ、長寿命ニッケル基変形高温合金、及び耐クリープ、長寿命ニッケル基変形高温合金の製造方法及び応用
JP7488423B2 (ja) 2020-11-12 2024-05-21 チャイナ ユナイテッド ガスタービン テクノロジー カンパニー リミテッド 耐クリープ、長寿命ニッケル基変形高温合金、及び耐クリープ、長寿命ニッケル基変形高温合金の製造方法及び応用
RU2828264C1 (ru) * 2020-11-12 2024-10-08 Китайская Объединенная Компания По Технологии Газовых Турбин, Лтд Деформируемый жаропрочный сплав на основе никеля с высоким сопротивлением ползучести и длительным сроком службы и способ его получения и применения
CN112553504A (zh) * 2020-11-23 2021-03-26 中国华能集团有限公司 一种高抗氧化性能的析出强化型镍钴基合金及其制备方法
CN114457274A (zh) * 2022-03-10 2022-05-10 中国人民解放军第五七一九工厂 用于航空发动机的镍基合金粉末及生产方法和打印方法
CN114737100A (zh) * 2022-04-19 2022-07-12 中南大学 稀土元素钪改性的镍基高温合金及其制备方法
WO2023240732A1 (zh) * 2022-06-16 2023-12-21 北京钢研高纳科技股份有限公司 一种高抗蠕变性能镍基粉末高温合金及其制备方法
CN115287575A (zh) * 2022-07-21 2022-11-04 中国航发成都发动机有限公司 超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法
CN115287575B (zh) * 2022-07-21 2024-05-14 中国航发成都发动机有限公司 超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110643856B (zh) 2021-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110643856B (zh) 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品
US10857595B2 (en) Cobalt based alloy additive manufactured article, cobalt based alloy product, and method for manufacturing same
US20200056272A1 (en) Twinning/transformation induced plasticity high entropy steels and method of manufacturing the same
CN101457314B (zh) 钛铝化物合金
JP5652730B1 (ja) Ｎｉ基超耐熱合金及びその製造方法
US20180298469A1 (en) High-strength dual-scale structure titanium alloy, preparation method therefor, and application thereof
US20210340645A1 (en) Cobalt based alloy product, method for manufacturing same, and cobalt based alloy article
JP2002256400A (ja) 高耐食性高強度オーステナイト系ステンレス鋼とその製法
JP6826766B1 (ja) Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法およびＮｉ基超耐熱合金
KR20190143164A (ko) 금속간화합물 강화된 고엔트로피 합금, 및 그 제조방법
CN110640151A (zh) 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品
CN102888531A (zh) 一种960MPa强度级电子束熔丝堆积快速成形构件用α+β型钛合金丝材
CN104775059B (zh) 具有长时间自然时效稳定性的Al‑Mg‑Si系铝合金材料、铝合金板及其制造方法
CN106636746A (zh) 一种高强度高延伸率高温钛合金及其制备工艺
JP7450639B2 (ja) 低積層欠陥エネルギー超合金、構造部材及びその使用
US20170260609A1 (en) Precipitate strengthened nanostructured ferritic alloy and method of forming
CN101591744B (zh) 一种超塑性Ti-Al-Nb-Er合金材料及其制备方法
CN114480901B (zh) 一种通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法、镍基高温合金粉末及其应用
CN110640152A (zh) 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品
JP4070695B2 (ja) 耐熱合金部品素材
CN108531773A (zh) 一种Ti3Al金属间化合物高温结构材料
CN115652171B (zh) 一种高强析出强化型高熵合金及其制备方法
JP2004027359A (ja) ガスタービン用高温部材
JP2020169378A (ja) コンプレッサー摺動部品用アルミニウム合金およびコンプレッサー摺動部品鍛造品
CN109468483A (zh) 一种Al2O3增强TZM合金、复合粉体及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant