CN116981788A - 高强度热稳定镍基合金 - Google Patents

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布莱恩·A·贝克
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Abstract

本申请涉及一种合金，按重量百分比计，包括：约1.3％至约1.8％的铝、约1.5％至约4.0％的钴、约18.0％至约22.0％的铬、约4.0％至约10.0％的铁，约1.0％至约3.0％的钼，约1.0％至约2.5％的铌，约1.3％至约1.8％的钛，约0.8％至约1.2％的钨，约0.01％至约0.08％的碳，以及平衡镍和附带杂质。该合金在700℃的温度和393.7MPa(57.1ksi)的压力下的应力断裂寿命至少为300小时，且该合金在700℃下老化1000小时后的室温伸长率至少为15％。

Description

高强度热稳定镍基合金
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年1月13日提交的美国专利申请No.63/136,668的优先权和权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及镍基合金，更具体地，涉及用于温度在升高的情况下使用的高强度热稳定镍基合金。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
用于例如先进超超临界(A-USC)锅炉等恶劣环境下的合金需要结合为实现可加工性的室温下的延展性，以及在使用时在接近815℃(1500°F)的温度下的强度和抗氧化性。因此，传统合金使用镍和铬的组合来提高高温抗氧化性，使用钛、铝和铌的组合来通过沉淀硬化来提高高温强度，使用镍和钴的组合来提高室温下和合金在升高的温度下使用后的延展性，从而制造和修复合金。
本申请解决了合金在用于A-USC锅炉所需的强度和延展性的问题，以及与用于高温腐蚀环境的镍基可沉淀硬化合金相关的其他问题。
发明内容
本节提供了本申请的总体概述，并且，不作为其全部范围或其所有特征的全面公开。
在本申请的实施例中，合金包括一种组合物，该组合物按重量百分比计(除非另有说明，全文使用重量百分比)，包括：约1.3％至约1.8％的铝、约1.5％至约4.0％的钴、约18.0％至约22.0％的铬、约4.0％至约10.0％的铁，约1.0％至约3.0％的钼，约1.0％至约2.5％的铌，约1.3％至约1.8％的钛，约0.8％至约1.2％的钨，约0.01％至约0.08％的碳，以及平衡镍和附带杂质。在一些实施例中，该合金在700℃的温度和393.7MPa(57.1ksi)的压力下的应力断裂寿命至少为300小时，在700℃的温度下1000小时后的室温伸长率至少为15％。
在一些实施例中，该合金中钴的含量为约2.0％至约3.0％。在至少一个实施例中，该合金中钼的含量为约1.0％至约2.75％。在一些实施例中，该合金中铌的含量为约1.0％至约1.75％。
在至少一个实施例中，该合金中钴的含量为约2.0％至约3.0％，钼的含量为约1.0％至约2.75％。在一些实施例中，该合金中钴的含量为约2.0％至约3.0％，铌的含量为约1.0％至约1.75％。
在至少一个实施例中，该合金中钼的含量为约1.0％至约2.75％，铌的含量为约1.0％至约1.75％。
在一些实施例中，该合金中钴的含量为约2.0％至约3.0％，钼的含量为约1.0％至约2.75％，铌的含量为约1.0％至约1.75％。
在至少一个实施例中，该合金在700℃的温度和393.7MPa(57.1ksi)的压力下的应力断裂寿命至少为500小时。
在一些实施例中，该合金在700℃的温度下老化1000小时后的室温伸长率至少为20％。在至少一个实施例中，该合金在700℃的温度下老化1000小时后的室温伸长率至少为22％。
在至少一个实施例中，该合金在700℃的温度下老化5000小时后的室温伸长率至少为15％。在一些实施例中，该合金在700℃的温度下老化5000小时后的室温伸长率至少为20％。
在一些实施例中，该合金在700℃的温度下老化1000小时后，室温冲击能量至少为12ft-lb。在至少一个实施例中，该合金在700℃的温度下老化1000小时后，室温冲击能量至少为15ft-lb。在一些实施例中，该合金在700℃的温度下老化1000小时后，室温冲击能量至少为20ft-lb。
在至少一个实施例中，该合金在700℃的温度下老化5000小时后，室温冲击能量至少为10ft-lb。在一些实施例中，该合金在700℃的温度下老化5000小时后，室温冲击能量至少为12ft-lb。在至少一个实施例中，该合金在700℃的温度下老化5000小时后，室温冲击能量至少为15ft-lb。
在一些实施例中，该合金的室温(RT)极限拉伸强度介于约160ksi(1104MPa)至约175ksi(1207MPa)之间，该合金的室温(RT)0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至115ksi(793MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空冷后，该合金的室温伸长率介于约30％至约45％之间。在至少一个实施例中，室温极限拉伸强度介于约160ksi(1104MPa)至约170ksi(1172MPa)之间，室温0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至110ksi(758MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空冷后，该合金的室温伸长率介于约35％至约45％之间。
在一些实施例中，室温极限拉伸强度介于约175ksi(1207MPa)至约195ksi(1344MPa)之间，室温0.2％屈服强度介于约105ksi(724MPa)至125ksi(861MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空冷后，室温伸长率介于约15％至约30％之间。在至少一个实施例中，室温极限拉伸强度介于约175ksi(1207MPa)至约185ksi(1275MPa)之间，室温0.2％屈服强度介于约105ksi(724MPa)至120ksi(827MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空冷后，该合金的室温伸长率介于约22％至约30％之间。
在一些实施例中，室温极限拉伸强度介于约170ksi(1172MPa)至约200ksi(1379MPa)之间，室温0.2％屈服强度介于约100ksi(689MPa)至约120ksi(827MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空冷后，该合金的室温伸长率介于约16％至约30％之间。在至少一个实施例中，室温极限拉伸强度介于约175ksi(1207MPa)至约190ksi(1310MPa)之间，室温0.2％屈服强度介于约105ksi(724MPa)和115ksi(793MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空冷后，该合金的室温伸长率介于约20％至约30％之间。
在一些实施例中，该合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约130ksi(896MPa)至约155ksi(1069MPa)之间，在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约105ksi(724MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空冷后，该合金在700℃温度下的伸长率介于约9％至约25％之间。在至少一个实施例中，该合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约125ksi(861MPa)至约140ksi(965MPa)之间，在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约100ksi(689MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空冷后，该合金在700℃温度下的伸长率介于约14％至约20％之间。
在一些实施例中，该合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约135ksi(931MPa)至约155ksi(1069MPa)之间，在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至约110ksi(758MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空冷后，在700℃温度下的伸长率介于约12％至约30％之间。在至少一个实施例中，该合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约135ksi(931MPa)至约150ksi(1034MPa)之间，在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至约105ksi(724MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空冷后，该合金在700℃温度下的伸长率介于约15％至约30％之间。
在一些实施例中，该合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约130ksi(896MPa)至约150ksi(1034MPa)之间，在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约110ksi(758MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空冷后，该合金在700℃温度下的伸长率介于约15％至约28％之间。在至少一个实施例中，该合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约130ksi(896MPa)至约145ksi(1000MPa)之间，在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约102ksi(703MPa)之间；并且，在将该合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空冷后，该合金在700℃温度下的伸长率介于约15％至约25％之间。
在一些实施例中，该合金包括组合物，该组合物按重量百分比计，包括：约0.02％至约0.3％的锰；约0.05％至约0.3％的硅；约0.005％至约0.2％的钒；约0.005％至约0.2％的锆；约0.001％至约0.025％的硼；和约0.001％至约0.02％的氮。
在本申请的另一实施例中，合金包括组合物，该组合物按重量百分比计，主要包括：约1.3％至约1.8％的铝、约0.001％至约0.025％的硼、约0.01％至约0.08％的碳、约2.0％至约3.0％的钴、约18.0％至约22.0％的铬、约4.0％至约10.0％的铁、约0.02％至约0.3％的锰、约1.0％至约3.0％的钼、约1.0％至约2.5％的铌、约0.001％至约0.02％的氮、约0.05％至约0.3％的硅、约1.3％至约1.8％的钛、约0.8％至约1.2％的钨、约0.005％至约0.2％的钒、约0.005％至约0.2％的锆、以及平衡镍和附带杂质。在一些实施例中，该合金在700℃的温度和393.7MPa(57.1ksi)的压力下的应力断裂寿命至少为300小时，并且，在700℃的温度下老化1000小时后的室温伸长率至少为15％
根据本说明书中提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解，这些描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本申请的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本申请，现在将参考附图以示例的方式描述本申请的各种形式，其中：
图1示出了描绘根据本申请所教导的高强度热稳定镍基合金的微观结构的SEM显微照片。
图2示出了更高放大倍数下图1中的显微照片的一部分，其具有通过能量色散光谱(EDS)分析识别出的多个位置。
图3示出了图1和图2中的微结构的一部分的EDS分析结果。
本文描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本申请的范围。
具体实施方式
下面的描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本申请、应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。应当理解，除非另有说明，本申请中的组成值以重量百分比(下文记为“wt.％”或简记为“％”)表示。
表1示出了商用合金的十八(18)个实验炉次(炉次1-18)和一个炉次(炉次19)的组成。该商用合金炉次用于品牌镍铬牌合金，更具体地，用于/>品牌(以下简称“合金740H”)。表2示出了另外三个实验炉次(炉次20-22)。
该实验合金包括一系列碳(C)、铁(Fe)、硅(Si)、镍(Ni)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、钴(Co)、钼(Mo)、铌(Nb)和钨(W)。另外，还有少量(即，重量百分比小于约0.10％)的锰(Mn)、硫(S)、铜(Cu)、钽(Ta)、磷(P)、硼(B)、钒(V))和锆(Zr)，作为杂质、微量元素、脱氧元素和/或晶界强化添加剂被包含在内，下文中将进行更详细的讨论。此外，钙(Ca)、镁(Mg)和稀土金属(例如铯、镧、钇等)可以作为具有脱硫和脱氧性质的微量元素存在。
表1
表2
添加碳(C)是为了控制加工过程中的晶粒生长，并提高蠕变强度。过量的晶界碳化物会损害本申请中合金的延展性。此外，与铌和钛形成的初生MC型碳化物可以形成大量的细脉，并且还影响可以形成的γ′强化相的量。因此，C的量在约0.005％至约0.1％之间。在一些实施例中，合金中C的量在约0.0075％至约0.075％之间，例如在约0.01％至约0.075％之间。在至少一个实施例中，合金中C的量在约0.01％与约0.05％之间。
添加锰(Mn)作为脱氧剂。然而，过量的Mn会损害本申请中的合金的热稳定性和延展性。因此，Mn的量在约0.05％至约0.3％之间。在一些实施例中，合金中Mn的量在约0.075％至约0.25％之间，例如在约0.075％至约0.2％之间。在至少一个实施例中，合金中Mn的量在约0.09％至约0.15％之间。
添加铁(Fe)是为了降低合金的生产成本。然而，过量的Fe添加剂会损害本申请中的合金的热稳定性和延展性。因此，Fe的量在约3.0％至约15.0％之间。在一些实施例中，合金中Fe的量在约4.0％至约12.5％之间，例如在约4.0％至约10.0％之间。在至少一个实施例中，合金中Fe的量在约4.0％至约9.0％之间，例如在约5.0％至约10.0％之间。
与Mn类似，添加硅(Si)作为脱氧剂。然而，过量的Si会损害本申请中的合金的可焊性、热稳定性和延展性。因此，Si的量在约0.05％至约0.3％之间。在一些实施例中，合金中Si的量在约0.075％至约0.25％之间，例如在约0.1％与约0.2％之间。在至少一个实施例中，合金中Si的量在约0.11％至约0.18％之间。
镍(Ni)改善冶金稳定性、高温耐腐蚀性和可焊性。另外，镍用于形成γ′强化相。
添加铬(Cr)用于增强耐高温腐蚀性。然而，过量的Cr添加剂会损害高温强度并促进本申请中的合金中有害的σ相的形成。因此，Cr的量在约17.0％至约23.0％之间。在一些实施例中，合金中Cr的量在约18.0％至约22.0％之间，例如在约19.0％至约21.0％之间。
添加铝(Al)用于形成γ'相Ni3Al。然而，过量的Al添加剂会损害本申请中的合金的热成形性。因此，Al的量在约1.0％至约2.5％之间。在一些实施例中，合金中Al的量在约1.1％至约2.0％之间，例如在约1.3％至约1.9％之间。在至少一个实施例中，合金中Al的量在约1.2％至约1.8％之间，例如在约1.3％与约1.9％之间。
还添加钛(Ti)用于形成γ'相并且可以替代Al。然而，过量的Ti添加剂会损害本申请中的合金的热成形性。因此，Ti的量在约1.0％至约2.5％之间。在一些实施例中，合金中Ti的量在约1.1％至约2.0％之间，例如在约1.3％至约1.9％之间。在至少一个实施例中，合金中Ti的量在约1.2％至约1.8％之间，例如在约1.3％至约1.9％之间。
钴(Co)增强高温强度并且与改进的断裂延展性相关。然而，过量的Co添加剂增加了本申请的合金的成本。因此，Co的量在约1.0％至约3.0％之间。在一些实施例中，合金中Co的量在约1.5％至约3.0％之间，例如在约1.6％至约3.0％之间。在至少一个实施例中，合金中Co的量在约1.7％至约3.0％之间，例如在约1.8％至约3.0％之间。
钼(Mo)提供了固溶强化效应，从而提高了高温断裂强度。然而，过量的Mo添加剂会导致拓扑密堆积(TCP)相的形成，这会损害本申请中的合金在长期暴露于高温后的延展性。因此，Mo的量在约0.8％至约3.5％之间。在一些实施例中，合金中Mo的量在约1.0％与约3.0％之间，例如在约1.0％与约2.9％之间。在至少一个实施例中，合金中Mo的量为约1.0％至约2.8％，例如约1.0％至约2.7％。
铌(Nb)是为了固溶强化而添加的，并且可以替代γ′相中的Al。然而，过量的Nb添加剂会损害本申请中的合金在长期暴露于高温后的热成形性、延展性和冲击强度。因此，Nb的量在约1.0％至约3.0％之间。在一些变型中，合金中Nb的量在约1.0％与约2.8％之间，例如在约1.0％与约2.7％之间。在至少一个实施例中，合金中Nb的量在约1.0％与约2.6％之间，优选在约1.2％至约2.7％之间。应当理解，在本申请的一些实施例中，钽(Ta)替代部分或全部Nb。例如，在至少一个实施例中，Nb小于1.0％并且Ta添加至1.0％。
硼(B)和锆(Zr)添加剂提供了晶界强化并提高了高温延展性。然而，过量的B和/或Zr添加剂会损害本申请中的合金的热成形性和焊接性。因此，B的量至约0.001％至约0.025％。在一些实施例中，合金中B的量在约0.002％至约0.02％之间，例如在约0.003％至约0.015％之间。在至少一个实施例中，B的量在约0.003％与约0.01％之间。另外，Zr的量在约0.001％至约0.05％之间。在一些实施例中，合金中Zr的量在约0.005％至约0.04％之间，例如在约0.0075％与约0.03％之间。在至少一种实施例中，Zr的量在约0.01％至约0.02％之间。
与Mo类似，钨(W)提供了固溶强化效应，从而增强了高温断裂强度。然而，过量的W添加剂会导致TCP(拓扑密堆积)相的形成，这会在长期暴露于高温后损害本申请中的合金。因此，W的量在约0.75％至约2.0％之间。在一些实施例中，合金中W的量在约0.8％至约1.5％之间，例如在约0.9％至约1.3％之间。在至少一个实施例中，合金中W的量在约0.9％至约1.2％之间，例如在约0.8％至约1.2％之间。
还应当理解，本文讨论的元素范围包括最小合金元素组成值和最大合金元素组成值之间的所有递增值。即，最小合金元素组成值的范围可以是从最小值到最大值。同样，最大合金元素组成值的范围可以是从所示的最大值到所讨论的最小值。例如，最小Ti含量可以是1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5以及这些递增值之间的任意值，并且最大Ti含量可以是2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0以及这些递增值之间的任意值。
仍然参考表1和表2，炉次2、5、6、7、10、12和20-22是根据本申请教导的组成的示例。特别地，炉次2、5、6、7、10、12和20-22具有在本申请教导范围内的化学组成。另外，炉次2、5、6、7、10、12和20-22在成本、机械强度、延展性、热稳定性和/或高温腐蚀方面具有至少一种期望的性质。
在本申请的一些实施例中，根据本申请教导的合金具有关于成本、机械强度、延展性和/或高温腐蚀的期望性质的组合，在下文进行更详细的讨论。
将实验合金的热量在真空感应熔炼(VIM)炉中熔化并浇铸到4英寸(10.2cm)直径的模具中以形成50磅(22.7kg)的铸锭。将铸锭在2200°F(1204℃)的温度下加热16小时，然后将温度降至2100°F(1149℃)的温度下行初始热轧，并在2075°F(1135℃)的温度下重新加热以进行补充热轧，直至生产出0.5英寸(1.27厘米)厚的热轧板。将0.5英寸(1.27厘米)厚的热轧板在2000°F(1093℃)下“固溶退火”1小时再水淬，然后在1450°F(788℃)下“老化”4小时再进行空气冷却。在这种“固溶退火+老化”的条件下检查的所有实验炉次样品的晶粒尺寸均为ASTM#2-4。
商用合金炉次(即，炉次19)最初在2100°F(1149℃)温度下由1.5英寸(3.8cm)商用板材热轧，并在将材料加工为0.5英寸(1.27厘米)厚的热轧板的过程中在2075°F(1135℃)温度下重新加热。炉次19的0.5英寸(1.27厘米)厚的热轧板在2025°F(1107℃)下固溶退火1小时，然后水淬并在1472°F(800℃)温度下老化4小时再空气冷却。在该固溶退火+老化的条件下检查的所有商用合金炉次样品的晶粒尺寸也达到ASTM#2-4。
除了在上述固溶退火+老化的条件下提供(并测试)的表1和表2中所示炉次的样品之外，一些固溶退火+老化的样品在700℃(1292°F)温度下额外老化1000小时(“700℃/1000h/AC”)再空气冷却，或在700℃(1292℉)下额外老化5000小时(“700℃/5000h/AC”)再空气冷却。因此，样品在固溶退火中+老化的条件下，固溶退火+老化+700℃/1000h/AC的条件下(本文也简称为“700℃/1000h/AC条件”或“700℃/1000h/AC样品”)，以及固溶退火+老化+700℃/5000h/AC条件下(本文也简称为“700℃/5000h/AC条件”或“700℃/5000h/AC样品”)，进行测试。
表3和表4示出了在固溶退火+老化条件下测试的样品的室温(RT)拉伸数据。
炉次 UTS，ksi UTS,MPa YS，ksi YS，MPa Elong. ROA
合金1 164.7 1135.6 103.3 712.3 37.6 41.9
合金2 162.8 1122.5 103.4 712.9 40 41.6
合金3 165.1 1138.4 104.3 719.1 38.1 41.8
合金4 166.9 1150.8 106.9 737.1 38.6 43.6
合金5 160.8 1108.7 98.7 680.5 40.9 42.6
合金6 163.1 1124.6 101.4 699.2 39.3 42.1
合金7 169.3 1167.3 102.7 708.1 35 37
合金7 167.8 1157.0 99.8 688.1 36 41
合金8 165.4 1140.4 103.8 715.7 36.8 41.8
合金9 171.8 1184.6 110.3 760.5 31 28
合金10 171.4 1181.8 109.4 754.3 35 38
合金11 171.9 1185.3 107 737.8 33 41
合金12 170.1 1172.8 107.8 743.3 35 39
合金13 172.6 1190.1 106.1 731.6 34 40
合金14 169.7 1170.1 104.2 718.5 34 40
合金15 164.3 1132.8 95.1 655.7 40 46
合金15 166.2 1145.9 97.5 672.3 39 42
合金16 166.4 1147.3 98.2 677.1 37 43
合金17 176.6 1217.7 109.3 753.6 33 39
合金18 172.2 1187.3 105.5 727.4 27 29
合金18 174 1199.7 105.2 725.4 35 37
合金19 167.5 1154.9 103.6 714.3 37 45
表3
炉次 UTS，ksi UTS，Mpa YS，ksi YS，Mpa Elong. ROA
炉次22 171.8 1184.6 109.5 755.0 33.9 41.7
炉次22 170.9 1178.4 109.7 756.4 34 40.7
炉次21 167.8 1157 102.3 705.4 34.8 40.7
炉次21 167.5 1154.7 103.5 713.6 38.4 45.3
炉次20 164.2 1132.2 102.1 703.8 38.4 44
炉次20 165.6 1142.1 103.2 711.5 38.4 45.3
表4
如表3和表4所示，具有本申请教导范围内的组成的炉次(即，炉次2、5、6、7、10、12和20-21)的最小室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1108.7兆帕(MPa)(160.8千磅/平方英寸(ksi))，最小室温(RT)0.2％屈服强度(YS)为680.5MPa(98.7ksi)，最小室温(RT)伸长率为35％，最小室温(RT)面积减少百分比(ROA)为37％。也就是说，在一些实施例中，在固溶退火+老化条件下具有本申请教导范围内的组成的合金的最小室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1108.7MPa(160.8ksi)、最小室温(RT)屈服强度(YS)为680.5MPa(98.7ksi)、最小室温(RT)伸长率为35％，最小室温(RT)面积减少百分比(ROA)为37％。相比之下，固溶退火+老化条件下的炉次9的室温(RT)伸长率为31％，室温(RT)面积减少百分比(ROA)为28％；固溶退火+老化条件下的炉次11的室温(RT)伸长率为33％；固溶退火+老化条件下的炉次13的室温(RT)伸长率为34％；固溶退火+老化条件下的炉次17的室温(RT)伸长率为33％。
另外，商用合金炉次19的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1154.9MPa(167.5ksi)、室温(RT)0.2％屈服强度(YS)714.3MPa(103.6ksi)、室温(RT)伸长率为37％、室温(RT)面积减少百分比(ROA)为45％。因此，在固溶退火+老化条件下具有本申请教导范围内的组成的合金具有等于合金740H的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)的约0.96倍的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)、等于合金740H的室温(RT)屈服强度(YS)的约O.95倍的室温(RT)屈服强度(YS)、等于合金740H的室温(RT)伸长率的约0.95倍的室温(RT)伸长率、以及等于合金740H的室温(RT)面积减少百分比(ROA)的约0.82倍的室温(RT)面积减少百分比(ROA)。而且，具有本申请教导范围内的组成的合金中的Co含量仅为合金740H的Co含量的约0.125倍。
参考下面的表5和表6，示出了在700℃/1000h/AC条件下测试的样品的RT拉伸数据。
炉次 UTS，ksi UTS，MPa YS，ksi YS，MPa Elong. ROA
炉次1 179.5 1237.7 114.8 791.5 25 29
炉次2 175.7 1211.5 108.2 746.0 26 28
炉次3 183.4 1264.5 116.8 805.3 27 32
炉次4 181 1248.0 114.6 790.2 24 26
炉次5 176.2 1214.9 110.4 761.2 24 25
炉次6 179 1234.2 113.2 780.5 25 31
炉次8 176.9 1219.7 109.9 757.8 25 31
炉次9 181.8 1253.5 119.3 822.6 23 24
炉次10 184.8 1274.2 116.3 801.9 19 22
炉次11 184.1 1269.4 114.7 790.9 22 28
炉次12 186 1282.5 117.7 811.5 19 20
炉次13 185 1275.6 116.5 803.3 23 28
炉次14 182.7 1259.7 114.4 788.8 23 29
炉次15 177.3 1222.5 109.2 752.9 21.8 21.1
炉次15 176.5 1217.0 108.7 749.5 23.9 21.5
炉次16 182.1 1255.6 112.6 776.4 24.4 224
炉次16 180.6 1245.2 111.8 770.9 18.2 19.5
炉次17 189.9 1309.4 121.3 836.4 21.1 19.2
炉次17 187.8 1294.9 121.6 838.4 17.6 17.3
炉次18 188.6 1300.4 120.8 832.9 17.4 15.9
炉次18 188.6 1300.4 124.3 857.0 17.8 14.7
炉次7 180.7 1245.9 114.2 787.4 25.3 24.7
炉次7 180 1241.1 113.2 780.5 26.4 25.3
炉次19 181.2 1249.4 117.6 810.9 26 29
表5
炉次 UTS,ksi UTS，Mpa YS，ksi YS，Mpa Elong. ROA
炉次22 184.0 1268.7 118.4 816.4 25.1 27.8
炉次22 183.9 1268.0 119.8 826.0 25.6 31.7
炉次21 182.5 1258.3 115.2 794.3 25.3 26.4
炉次21 181.8 1253.5 118.0 813.6 26.0 29.2
炉次20 181.4 1250.8 116.7 804.6 27.4 32.1
炉次20 181.3 1250.1 114.6 790.2 26.8 30.6
表6
如表5和表6所示，炉次2、5、6、7、10、12和20-21的最小室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1211.5MPa(175.7ksi)、最小室温(RT)屈服强度(YS)(ksi)为746MPa(108.2ksi)，最小室温(RT)伸长率为19％，最小室温(RT)面积减少百分比(ROA)为20％。也就是说，在一些实施例中，具有本申请教导范围内的组成的合金在700℃/1000h/AC条件下的最小室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1211.5MPa(175.7ksi)，最小室温(RT)屈服强度(YS)为746MPa(108.2ksi)，最小RT伸长率为19％，最小室温(RT)面积减少百分比(ROA)为19％。相比之下，700℃/1000h/AC条件下的炉次16、18的RT伸长率小于19％，700℃/1000h/AC条件下的炉次16、17、18的室温(RT)面积减少百分比(ROA)小于20％。此外，商用合金炉次19在700℃/1000h/AC条件下的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1249.4MPa(181.2ksi)，RT0.2％屈服强度(YS)为810.9MPa(117.6ksi)，室温(RT)伸长率为26％，室温(RT)面积减少百分比(ROA)为29％。因此，在700℃/1000h/AC条件下，具有本申请教导范围内的组成的合金具有等于合金740H的室温(RT)屈服强度(YS)约0.97倍的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)、等于合金740H的室温(RT)屈服强度(YS)约0.92倍的室温(RT)屈服强度(YS)、等于合金740H的室温(RT)伸长率的约0.73倍的室温(RT)伸长率、以及等于合金740H的室温(RT)面积减少百分比(ROA)的约0.69倍的室温(RT)面积减少百分比(ROA)。
表7和表8示出了在700℃/5000h/AC条件下的样品的RT拉伸数据。
炉次 UTS，ksi UTS，MPa YS，ksi YS，MPa Elong. ROA
炉次1 182.1 1255.6 109.9 757.8 23 21
炉次2 179.2 1235.6 106.2 732.2 25 27
炉次3 184.1 1269.4 112.6 776.4 24 26
炉次4 183.8 1267.3 110.2 759.8 23 22
炉次5 179.3 1236.3 106 730.9 23 25
炉次6 180.8 1246.6 108.6 748.8 24 26
炉次8 178.1 1228.0 106.9 737.1 24 29
炉次9 182 1254.9 112 772.2 20 19
炉次10 188 1296.3 114.2 787.4 19 21
炉次11 185.6 1279.7 111 765.3 21 22
炉次12 185.6 1279.7 117.7 811.5 17 18
炉次13 184.5 1272.1 113 779.1 22 28
炉次14 183.1 1262.5 111.6 769.5 21 24
炉次19 183.7 1266.6 110.1 759.1 26 30
表7
炉次 UTS,ksi UTS，Mpa YS，ksi YS，Mpa Elong. ROA
炉次22 183.7 1266.6 116.3 801.9 21.8 21.7
炉次22 183.9 1268.0 114.8 791.5 23.1 21.4
炉次21 181.7 1252.8 111.1 766.0 22.2 22.9
炉次21 181.9 1254.2 109.6 755.7 21.3 20.2
炉次20 179.4 1237.0 108.0 744.7 24.1 22.7
炉次20 180.1 1241.8 115.4 795.7 25.4 27.6
表8
如表7和表8所示，炉次2、5、6、10、12和20-22(炉次7未测试)具有的最小室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1235.6MPa(179.2ksi)，最小室温(RT)屈服强度(YS)为730.9MPa(106.0ksi)，最小室温(RT)伸长率为17％，最小室温(RT)面积减少百分比(ROA)为18％。也就是说，在一些实施例中，具有本申请教导范围内的组成的合金在700℃/5000h/AC条件下具有的最小室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1235.6MPa(179.2ksi)、最小室温(RT)屈服强度(YS)为730.9MPa(106ksi)，最小室温(RT)伸长率为17％，最小室温(RT)面积减少百分比(ROA)为18％。此外，商用合金炉次19在700℃/5000h/AC条件下的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)为1266.6MPa(183.7ksi)，RT0.2％YS为759.1MPa(110.1ksi)，室温(RT)伸长率为26％，RT百分比ROA为30％。因此，具有本申请教导范围内的组成的合金在700℃/5000h/AC条件下具有等于合金740H的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)的约0.98倍的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)、等于合金740H的室温(RT)屈服强度(YS)的约0.96倍的室温(RT)屈服强度(YS)、等于合金740H的室温(RT)伸长率的约0.65倍的室温(RT)伸长率，以及等于合金740H的室温(RT)面积减少百分比(ROA)的约0.60倍的室温(RT)面积减少百分比(ROA)。
表9和表10示出了固溶退火+老化条件下的样品700℃(1292°F)拉伸数据。
表9
炉次 Temp.，F Temp.,C UTS，ksi UTS,Mpa YS，ksi YS，Mpa Elong. ROA
炉次21 1292 700 141.2 973.6 101.2 697.4 14.1 17.7
炉次21 1292 700 133.7 921.9 100.6 693.6 12.5 6.1
炉次20 1292 700 135.0 930.8 99.7 687.4 17.8 20.1
表10
如表9和10所示，在固溶退火+老化条件下具有本申请教导范围内的组成的炉次(即，炉次2、5、6、7、10、12和20-21)700℃时极限拉伸强度(UTS)的最小值为909.5MPa(131.9ksi)，700℃时的屈服强度(YS)的最小值为651.6MPa(94.5ksi)，700℃时的伸长率的最小值为16.7％，700℃时的面积减少百分比(ROA)的最小值为19.5％。也就是说，在本申请的一些实施例中，在固溶退火+老化条件下具有本申请教导范围内的组成的合金具有的700℃极限拉伸强度(UTS)的最小值为909.5MPa(131.9ksi)、700℃屈服强度(YS)的最小值651.6MPa(94.5ksi)，700℃伸长率的最小值为16.7％，700℃面积减少百分比(ROA)的最小值为19.5％。相比之下，炉次1在固溶退火+老化条件下的700℃伸长率为11.3％、700℃面积减少百分比(ROA)为15.3％，炉次3在固溶退火+老化条件下的700℃伸长率为15.2％、700℃面积减少百分比(ROA)为16.4％，炉次11在固溶退火+老化条件下的700℃伸长率和700℃面积减少百分比(ROA)均为9.5％，炉次13在固溶退火+老化条件下的700℃伸长率为15.0％、700℃面积减少百分比(ROA)16.5％，炉次17在固溶退火+时效条件下(2个样品的)平均700℃伸长率为14.7％、700℃面积减少百分比(ROA)为19.0％，炉次18在固溶退火+老化条件下(2个样品的)的平均700℃伸长率为15.0％，700℃面积减少百分比(ROA)为18.3％。
此外，商用合金炉次19在固溶退火+老化条件下的700℃UTS为960.5MPa(139.3ksi)，700℃0.2％YS为630.2MPa(91.4ksi)，700℃伸长率为29.5％，700℃面积减少百分比(ROA)为30％。因此，在固溶退火+老化条件下，具有本申请教导范围的组成的合金具有等于合金740H的700℃UTS的约0.95倍的700℃UTS、等于合金740H的700℃屈服强度(YS)的约1.0倍的700℃屈服强度(YS)、等于合金740H的700℃伸长率的约0.57倍的700℃伸长率，7等于合金740H的700℃面积减少百分比(ROA)的约0.65倍的700℃面积减少百分比(ROA)。
表11和表12示出了在700℃/1000h/AC条件下的样品的700℃(1292°F)拉伸数据。
表11
炉次 Temp.,F Temp.,C UTS，ksi UTS，Mpa YS，ksi YS，Mpa Elong. ROA
炉次22 1292 700 140.9 971.5 106.9 737.1 24 24.7
炉次21 1292 700 140.5 968.7 106.7 735.7 26.5 28.8
炉次21 1292 700 137.4 947.4 101.2 697.8 20.4 28.7
炉次20 1292 700 147.5 1017.0 101.5 699.8 22.8 27.3
表12
如表11和表12所示，在700℃/1000h/AC条件下，炉次2、5、6、10、12和20-21(炉次7未测试)具有的最小700℃UTS为983.9MPa(142.7ksi)，最小700℃YS为681.2MPa(98.8ksi)，最小700℃伸长率为20.5％，最小700℃ROA为22.0％。也就是说，在本申请的一些实施例中，具有本申请教导范围的组成的合金在700℃/1000h/AC条件下具有的最小700℃UTS为983.9MPa(142.7ksi)、最小700℃屈服强度(YS)为681.2MPa(98.8ksi)，最小700℃伸长率为20.5％，最小700℃面积减少百分比(ROA)为22.0％。相比之下，炉次11在700℃/1000h/AC条件下的700℃伸长率为15.0％，700℃面积减少百分比(ROA)为16.5％。此外，商用合金炉次19在700℃/1000h/AC条件下的700℃UTS为987.4MPa(143.2ksi)，700℃0.2％屈服强度(YS)为686.7MPa(99.6ksi)，700℃伸长率为25.5％，700℃面积减少百分比(ROA)为31％。因此，在700℃/1000h/AC条件下具有本申请教导范围内的组成的合金具有等于合金740H的700℃UTS的约1.0倍的700℃UTS、等于合金740H的700℃屈服强度(YS)的约1.0倍的700℃屈服强度(YS)、等于合金740H的700℃伸长率的约0.80倍的700℃伸长率、以及等于合金740H的700℃面积减少百分比(ROA)的约0.71倍的700℃面积减少百分比(ROA)。
表13和表14示出了在700℃/5000h/AC条件下的样品的700℃(1292°F)拉伸数据。
表13
炉次 Temp.,F Temp.,C UTS,ksi UTS,Mpa YS，ksi YS，Mpa Elong. ROA
炉次20 1382 750 120.2 828.8 91.6 631.6 28.2 33.2
炉次20 1382 750 111.1 766.0 95.0 655.0 22.2 29.6
炉次21 1382 750 111.0 765.3 92.4 637.1 21.2 27.4
炉次21 1382 750 109.1 752.2 92.0 634.3 28.5 29.6
炉次22 1382 750 108.4 747.4 85.0 586.1 23.8 24.7
炉次22 1382 750 108.1 745.3 90.2 621.9 21.3 29.3
表14
如表13和表14所示，在700℃/5000h/AC条件下，炉次2、5、6、10、12和20-22(炉次7未测试)具有的最小700℃UTS为940.5MPa(136.4ksi)，最小700℃YS为667.4MPa(96.8ksi)，最小700℃伸长率为20.0％，最小700℃ROA为26.0％。也就是说，在本申请的一些实施例中，具有本申请教导范围内的组成的合金700℃/5000h/AC条件下具有的最小700℃UTS为940.5MPa(136.4ksi)、最小700℃屈服强度(YS)为667.4MPa(96.8ksi)、最小700℃伸长率为20.0％，最小700℃面积减少百分比(ROA)为26.0％。相比之下，炉次11在700℃/5000h/AC条件下的700℃伸长率为18.0％，700℃面积减少百分比(ROA)为22.5％。
此外，商用合金炉次19在700℃/5000h/AC条件下具有的700℃UTS为948.8MPa(137.6ksi)、700℃0.2％屈服强度(YS)为686.1MPa(99.5ksi)、700℃伸长率26.5％，700℃ROA为37.5％。因此，在700℃/5000h/AC条件下，具有本申请教导范围内的组成的合金具有等于合金740H的700℃UTS的约0.99倍的700℃UTS、等于合金740H的700℃屈服强度(YS)的约0.97倍的700℃屈服强度(YS)、等于合金740H的700℃伸长率的约0.76倍的700℃伸长率、以及等于合金740H的700℃面积减少百分比(ROA)的约0.69倍的700℃面积减少百分比(ROA)。
参见表15，示出了固溶退火+老化条件下的样品的RT冲击测试数据。
炉次 均值Ft.Lb 均值J/cm2
炉次1 47.7 80.9
炉次2 57.1 96.8
炉次3 57.1 96.8
炉次4 56.2 95.3
炉次5 51.3 87.0
炉次6 63.6 107.8
炉次8 45.8 77.6
炉次9 45.3 76.8
炉次10 61.6 104.4
炉次11 54.5 92.4
炉次12 59.1 100.2
炉次13 64.3 109.0
炉次14 66.5 112.7
炉次15 79.5 134.8
炉次16 96.1 162.8
炉次17 104.6 177.4
炉次18 79.5 134.8
炉次7 71.6 121.3
炉次19 67.7 114.7
表15
如表15所示，在固溶退火+老化条件下具有本申请教导范围的组成炉次(即，炉次2、5、6、7、10和12)具有的RT最小冲击能量为87.0J/cm2(51.3Ft.lb)。即，在本申请的一些实施例中，具有本申请的教导范围内的组成的合金在固溶退火+老化条件下具有的最小室温(RT)冲击能量为87.0J/cm2(51.3Ft.lb)。相比之下，炉次1在固溶退火+老化条件下的RT冲击能量为80.9J/cm2(47.7ft.1b)，炉次8在固溶退火+老化条件下的RT冲击能量为77.6J/cm2(45.8ft.1b)，炉次9在固溶退火+老化条件下的RT冲击能量为76.8J/cm2(45.3ft.1b)。此外，商用合金炉次19在固溶退火+老化条件下的RT冲击能为114.7J/cm2(67.7ft.lb)。因此，具有本申请教导范围内的组成的合金在固溶退火+老化条件下具有等于合金740H的RT冲击能的约0.76倍的RT冲击能。
表16和表17示出了样品在700℃/1000h/AC条件下的RT冲击测试数据。
炉次 均值Ft.Lb 均值Joules/Cm2
炉次1 18.3 31.1
炉次2 24.0 40.7
炉次3 20.7 35.0
炉次4 13.7 23.2
炉次5 18.3 31.1
炉次6 33.3 56.5
炉次8 18.3 31.1
炉次9 17.0 28.8
炉次10 14.7 24.9
炉次11 24.3 41.2
炉次12 14.0 23.7
炉次13 29.7 50.3
炉次14 17.3 29.4
炉次15 10.2 17.3
炉次16 9.3 15.7
炉次17 7.9 13.4
炉次18 7.2 12.3
炉次7 15.1 25.5
炉次19 14.3 24.3
表16
炉次 均值Ft.Lb. 均值J/cm2
炉次22 18.7 31.7
炉次21 18.8 31.9
炉次20 24.4 41.4
表17
如表16和17所示，具有本申请教导范围内的组成的炉次(即，炉次2、5、6、7、10、12和20-22)在700℃/1000h/AC条件下的最小RT冲击能量为23.7J/cm2(14.0Ft.1b)。也就是说，在本申请的一些实施例中，具有本申请教导范围内的组成的合金700℃/1000h/AC条件下具有的最小RT冲击能量为23.7J/cm2(14.0Ft.lb)。相比之下，炉次4在700℃/1000h/AC条件下的RT冲击能量为23.2J/cm2(13.7ft.lb)，炉次15在700℃/1000h/AC条件下的RT冲击能量为17.3J/cm2(10.2ft.lb)，炉次16在700℃/1000h/AC条件下的RT冲击能量为15.7J/cm2(9.3ft.lb)，炉次17在700℃/1000h/AC条件下的RT冲击能量为13.4J/cm2(7.9ft.lb)，炉次18在700℃/1000h/AC条件下的RT冲击能量为12.3J/cm2(7.2ft.lb)。此外，商用合金炉次19在700℃/1000h/AC条件下的RT冲击能量为24.3J/cm2(14.3ft.lb)因此，具有本申请教导范围内的组成的合金在固溶退火+老化条件下具有等于合金740H的700℃RT冲击能量的约0.98倍的RT冲击能量。
参照表18，示出了固溶退火+老化条件下的样品在700℃(1292°F)温度下的应力断裂数据。如表18所示，炉次2、5、6、10和12(炉次7未测试)在固溶退火+老化条件下，在393.7MPa(57.1ksi)应力下、700℃(1292°F)温度下的最小应力断裂寿命为1396小时(h)。相比之下，在700℃(1292°F)、393.7MPa(57.1ksi)的载荷下，炉次1、3、8、9、11、13和14在固溶退火+老化条件下的应力断裂寿命分别为1197.5小时、1055小时、1124.5小时、1079小时、464小时、678小时和692小时。
表18
此外，具有本申请教导范围内的组成的合金在固溶退火+老化条件下，在700℃(1292°F)的温度下的最小应力断裂寿命等于合金740H在393.7MPa(57.1ksi)的应力下、700℃(1292°F)的温度下的最小应力断裂寿命的约0.99倍(根据合金740H的已知数据的组合物估计)。
正如上文关于表1-18所讨论的，本申请的教导提供了具有机械性能和低Co含量的期望组合的Ni基合金。也就是说，本申请的教导提供了一种具有与合金740H相似的机械性能的Ni基合金，但是具有的Co显着较少，并因此降低了成本。具体地，具有本申请教导范围内的组成的合金具有合金740H的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)的至少0.96倍的室温(RT)极限拉伸强度(UTS)、合金740H的室温(RT)屈服强度(YS)的至少0.92倍的室温(RT)屈服强度(YS)、合金740H的室温(RT)伸长率的至少0.65倍的室温(RT)伸长率、以及合金740H的室温(RT)面积减少百分比(ROA)至少0.60倍的室温(RT)面积减少百分比(ROA)。另外，具有本申请教导范围内的组成的合金具有合金740H的700℃UTS的至少0.95倍的700℃UTS、合金740H的700℃屈服强度(YS)的至少0.97倍的700℃屈服强度(YS)、合金740H的700℃伸长率的至少0.57倍的700℃伸长率、以及合金740H的700℃面积减少百分比(ROA)的至少0.65倍的700℃面积减少百分比(ROA)。并且具有本申请的教导范围内的组成的合金具有等于合金740H的RT冲击能量的至少0.76倍的RT冲击能量、以及至少等于合金740H在700℃(1292℉)温度和393.7MPa(57.1ksi)压力下的应力断裂寿命的至少0.99倍的同等压力和温度(700℃(1292℉)温度和393.7MPa(57.1ksi)压力)下的应力断裂寿命。合金740H在700℃(1292℉)和393.7MPa(57.1ksi)下的应力断裂寿命。因此，该合金与合金740H相比，是一种低成本合金，具有高温机械和耐腐蚀特性，适用于USC和A-USC锅炉等环境或行业，并且，采用超临界CO2(sCO2)作为传热介质的电力系统。该合金可用于高温紧固件、弹簧和阀门。此外，高镍含量使该合金具有良好的可焊性和可加工性。
图1-2示出了来自一个炉次的应力断裂样品的SEM(扫描电子显微镜)图像，图3示出了来自能量色散光谱(EDS)的结果。根据EDS分析，鉴定出两(2)种类型的沉淀物。首先，鉴定出Nb、Ti和碳化物的析出物，其次，鉴定出Cr和Mo的析出物。如图所示，根据本申请的合金的晶粒边界被明确限定，并且在本申请的一些实施例中，晶粒尺寸为ASTM#2-4，平均晶粒尺寸为约100μm。SEM和X射线衍射分析显示，晶界上主要存在富铬碳化物(M23C6)，其中MC型碳氮化物(富Nb、Ti)主要位于晶粒内。
除非本文另外明确指出，表示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差、或其他特性的所有数值应被理解为在描述本申请的范围时由词语“大约”或“大概”修饰。由于多种原因，包括工业实践、材料、制造和装配公差以及测试能力，需要进行这种修改。
如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意指逻辑(A或B或C)，使用非排他性逻辑“或”，并且不应当被解释为意指“A中的至少一项、B中的至少一项以及C中的至少一项”。
本申请的描述本质上仅仅是示例性的，因此，不脱离本申请的实质的变化旨在落入本申请的范围内。这些变化不应被视为背离本申请的精神和范围。

Claims (32)

1.一种合金，包括：
组合物，所述组合物按重量百分比计，包括：
约1.3％至约1.8％的铝、约1.5％至约4.0％的钴、约18.0％至约22.0％的铬、约4.0％至约10.0％的铁，约1.0％至约3.0％的钼，约1.0％至约2.5％的铌，约1.3％至约1.8％的钛，约0.8％至约1.2％的钨，约0.01％至约0.08％的碳，以及平衡镍和附带杂质；
其中，所述合金在700℃的温度和393.7MPa(57.1ksi)的压力下的应力断裂寿命至少为300小时；
其中，所述合金在700℃的温度下老化1000小时后的室温伸长率至少为15％。
2.根据权利要求1所述的合金，其中，钴的含量为约2.0％至约3.0％。
3.根据权利要求1所述的合金，其中，钼的含量为约1.0％至约2.75％。
4.根据权利要求1所述的合金，其中，铌的含量为约1.0％至约1.75％。
5.根据权利要求1所述的合金，其中，钴的含量为约2.0％至约3.0％，且钼的含量为约1.0％至约2.75％。
6.根据权利要求1所述的合金，其中，钴的含量为约2.0％至约3.0％，且铌的含量为约1.0％至约1.75％。
7.根据权利要求1所述的合金，其中，钼的含量为约1.0％至约2.75％，且铌的含量为约1.0％至约1.75％。
8.根据权利要求1所述的合金，其中，钴的含量为约2.0％至约3.0％，钼的含量为约1.0％至约2.75％，且铌的含量为约1.0％至约1.75％。
9.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度和393.7MPa(57.1ksi)的压力下的应力断裂寿命至少为500小时。
10.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化1000小时后的室温伸长率至少为20％。
11.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化1000小时后的室温伸长率至少为22％。
12.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化5000小时后的室温伸长率至少为15％。
13.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化5000小时后的室温伸长率至少为20％。
14.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化1000小时后，室温冲击能量至少为12英尺·磅(ft-lb)。
15.根据权利要求14所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化1000小时后，所述室温冲击能量至少为15英尺·磅(ft-lb)。
16.根据权利要求15所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化1000小时后，所述室温冲击能量至少为20英尺·磅(ft-lb)。
17.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化5000小时后，所述室温冲击能量至少为10英尺·磅(ft-lb)。
18.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化5000小时后，所述室温冲击能量至少为12英尺·磅(ft-lb)。
19.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃的温度下老化5000小时后，所述室温冲击能量至少为15英尺·磅(ft-lb)。
20.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金的室温(RT)极限拉伸强度介于约160ksi(1104MPa)至约175ksi(1207MPa)之间，所述合金的室温(RT)0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至115ksi(793MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，所述合金的室温伸长率介于约30％至约45％之间。
21.根据权利要求20所述的合金，其中，所述室温(RT)极限拉伸强度介于约160ksi(1104MPa)至约170ksi(1172MPa)之间，所述室温(RT)0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至110ksi(758MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，所述室温伸长率介于约35％至约45％之间。
22.根据权利要求1所述的合金，其中，所述室温(RT)极限拉伸强度介于约175ksi(1207MPa)至约195ksi(1344MPa)之间，所述室温(RT)0.2％屈服强度介于约105ksi(724MPa)至125ksi(861MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空气冷却后，所述室温伸长率介于约15％至约30％之间。
23.根据权利要求22所述的合金，其中，所述室温(RT)极限拉伸强度介于约175ksi(1207MPa)至约185ksi(1275MPa)之间，所述室温(RT)0.2％屈服强度介于约105ksi(724MPa)至120ksi(827MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空气冷却后，所述室温伸长率介于约22％至约30％之间。
24.根据权利要求1所述的合金，其中，所述室温(RT)极限拉伸强度介于约170ksi(1172MPa)至约200ksi(1379MPa)之间，所述室温(RT)0.2％屈服强度介于约100ksi(689MPa)至约120ksi(827MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空气冷却后，所述室温伸长率介于约16％至约30％之间。
25.根据权利要求24所述的合金，其中，所述室温(RT)极限拉伸强度介于约175ksi(1207MPa)至约190ksi(1310MPa)之间，所述室温(RT)0.2％屈服强度介于约105ksi(724MPa)和115ksi(793MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空气冷却后，所述室温伸长率介于约20％至约30％之间。
26.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约130ksi(896MPa)至约155ksi(1069MPa)之间，所述合金在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约105ksi(724MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，所述合金在700℃温度下的伸长率介于约9％至约25％之间。
27.根据权利要求26所述的合金，其中，所述合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约125ksi(861MPa)至约140ksi(965MPa)之间，所述合金在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约100ksi(689MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，所述合金在700℃温度下的伸长率介于约14％至约20％之间。
28.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约135ksi(931MPa)至约155ksi(1069MPa)之间，所述合金在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至约110ksi(758MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空气冷却后，所述合金在700℃温度下的伸长率介于约12％至约30％之间。
29.根据权利要求28所述的合金，其中，所述合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约135ksi(931MPa)至约150ksi(1034MPa)之间，所述合金在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约95ksi(655MPa)至约105ksi(724MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化1000小时再空气冷却后，所述合金在700℃温度下的伸长率介于约15％至约30％之间。
30.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约130ksi(896MPa)至约150ksi(1034MPa)之间，所述合金在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约110ksi(758MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空气冷却后，所述合金在700℃温度下的伸长率介于约15％至约28％之间。
31.根据权利要求30所述的合金，其中，所述合金在700℃温度下的极限拉伸强度介于约130ksi(896MPa)至约145ksi(1000MPa)之间，所述合金在700℃温度下的0.2％屈服强度介于约90ksi(620MPa)至约102ksi(703MPa)之间；并且，在将所述合金在788℃(1450℉)温度下退火4小时再空气冷却后，并在700℃(1292℉)的温度下老化5000小时再空气冷却后，所述合金在700℃温度下的伸长率介于约15％至约25％之间。
32.根据权利要求1所述的合金，还包括：
约0.02％至约0.3％的锰；
约0.05％至约0.3％的硅；
约0.005％至约0.2％的钒；
约0.005％至约0.2％的锆；
约0.001％至约0.025％的硼；和
约0.001％至约0.02％的氮。
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