CN117431432B - 一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材及其制备方法。所述镍基高温合金箔材的化学成分包括:C、Cr、Co、W、Mo、Al、Ti、Fe、Mn、B、Ce以及Ni;其中,以质量分数计,C的含量为0.08%~0.2%,Cr的含量为18.5%~22.5%,Co的含量为2.0%~4.5%,W的含量为0.8%~2.0%,Mo的含量为6.5%~8.7%,Al的含量为0.2%~1.0%,Ti的含量为0.15%~0.25%,Fe的含量为5.0%~7.5%,Mn的含量≤1.0%,B的含量为0.005%~0.015%,Ce的含量为0.01%~0.035%。
Description
技术领域
本申请涉及高温合金材料制备技术领域,尤其涉及一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材及其制备方法。
背景技术
蜂窝封严技术是近几十年发展起来的新的密封技术。由于其特殊的结构模式,其对轴的摩擦损失程度仅是传统迷宫密封的1/6,即使与轴发生动静摩擦,也不会伤及轴颈;另外,在相同压力和间隙的情况下,蜂窝封严结构的泄漏量比迷宫密封的泄漏量减小50%~70%。同时蜂窝芯结构相比于其他结构重量轻,具有显著减重效果,正是由于其具有显著减重、降低泄漏量、有效抑制密封流体激振和有效减振去湿等特点,可显著提高透平机械的效率和可靠性,因此蜂窝封严结构在航空航天发动机中得到越来越广泛的应用。
高温合金条形蜂窝(蜂窝条)是制备蜂窝密封结构的基础。由于蜂窝封严件通常是在高温、潮湿、燃料以及摩擦相耦合的条件下使用,因此高温合金必须具有优异的抗氧化性能。因此为满足先进航空发动机的应用需求,亟需开发一种能在800℃服役的长时氧化性能好的镍基高温合金箔材及其制备方法。
发明内容
本申请提供了一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材及其制备方法,通过设计合理的合金元素添加及配比,创新与改进工艺制备技术,以解决现有镍基高温合金箔材在800℃服役的长时氧化性能较差的技术问题。
第一方面,本申请提供了一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材,所述镍基高温合金箔材的化学成分包括:C、Cr、Co、W、Mo、Al、Ti、Fe、Mn、B、Ce以及Ni;其中,以质量分数计,
C的含量为0.08%~0.2%,Cr的含量为18.5%~22.5%,Co的含量为2.0%~4.5%,W的含量为0.8%~2.0%,Mo的含量为6.5%~8.7%,Al的含量为0.2%~1.0%,Ti的含量为0.15%~0.25%,Fe的含量为5.0%~7.5%,Mn的含量≤1.0%,B的含量为0.005%~0.015%,Ce的含量为0.01%~0.035%,
且所述化学成分满足如下关系式:2.75≤([Mn]+[Cr])/[Fe]≤4.15%;1.5≤[Ce]/[B]≤3.0,2.2≤([Mn]+[Cr])*[C]≤3.8,
式中,[Mn]表示Mn的质量分数,[Cr]表示Cr的质量分数,[Fe]表示Fe的质量分数,[Ce]表示Ce的质量分数,[B]表示B的质量分数,[C]表示C的质量分数。
可选的,所述镍基高温合金箔材的化学成分和质量分数为:C:0.1%~0.16%、Cr:19.0%~22.0%、Co:2.5%~3.5%、W:0.8%~2.0%、Mo:6.5%~8.7%、Al:0.2%~1.0%、Ti:0.15%~0.25%、Fe:5.5%~7.0%、Mn:0.5%~1.0%、B:0.005%~0.015%、Ce:0.017%~0.035%,余量为Ni和不可避免的杂质。
可选的,所述镍基高温合金箔材满足如下至少一种性能:720℃时氧化增重速率小于0.8g/m2·h,720℃时抗拉强度Rm≥295MPa,720℃时屈服强度Rp0.2≥245MPa,720℃时延伸率A≤89%。
可选的,所述镍基高温合金箔材满足如下至少一种性能:室温时抗拉强度Rm≥846MPa,室温时屈服强度Rp0.2≥422MPa,室温时延伸率A≥36%。
第二方面,本申请提供了一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材的制备方法,用于制备第一方面任意一项实施例所述的镍基高温合金箔材,所述方法包括:
将Co、Ni、Cr、W、Mo、Fe、Mn以及部分C原料置于第一真空度中混合加热,排出附着在原料上的气体;
在第二真空度中,加热所述原料至熔化状态,后进行第一精炼,停止加热使得熔化原料结膜;
升高温度使得所述熔化原料破膜,加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料,混合均匀;
将加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料的混合原料进行第二精炼;
对第二精炼后的所述原料进行浇注,获得扁坯;
对所述扁坯进行精整、热轧、退火软化处理、修磨焊接、冷轧、中间热处理以及切边,得到合金带材;
将所述合金带材进行固溶处理,得到镍基高温合金箔材。
可选的,所述第一真空度为0.4Pa~1.0Pa,所述第二真空度为0.3Pa~0.5Pa。
可选的,所述第一精炼的温度为1550℃~1650℃,所述第一精炼的时间为25min~35min。
可选的,所述第二精炼的温度为1580℃~1670℃。
可选的,所述浇注的温度为1460℃~1500℃。
可选的,所述固溶处理的温度为1020℃~1150℃,走带速度为4m/min~10m/min。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请通过合理设计化学成分,添加18.5~22.5%的Cr元素,在合金表面形成Cr23C6的氧化膜;添加0.2~1.0%的Al元素,在合金表面产生一层致密的Al2O3的氧化膜,提高抗氧化性;添加0~1.0%的Mn元素,能够改善Cr2O3氧化物对基体的粘附性,并有效阻碍其脱落,同时,Mn元素能够减少Fe元素在合金表面形成的瘤状氧化物,从而提高合金的高温抗氧化性。
尤其是,通过控制Mn元素、Cr元素、Fe元素的质量分数满足2.75≤([Mn]+[Cr])/[Fe]≤4.15%,起到强化作用提高合金的强度以及高温持久强度,而且还能提高合金的抗氧化性和抗腐蚀性能;通过控制B元素、Ce元素的质量分数满足1.5≤[Ce]/[B]≤3.0,起到晶界强化作用,延缓了裂纹的形成和扩展,进而明显提高合金的持久性能。
尤其,本申请得到的镍基高温合金箔材在720℃下屈服强度Rp0.2均在255MPa以上,氧化增重速率小于0.8g/m2·h,解决了现有镍基高温合金箔材长时抗氧化性能差,使用寿命短问题,满足了先进航空发动机设计和使用的要求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种镍基高温合金箔材的制备方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的镍基高温合金箔材显微组织形貌图 。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在;应当理解,以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本申请范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围,例如从1到3,从1到4,从1到5,从2到4,从2到6,从3到6等,以及所述范围内的单一数字,例如1、2、3、4、5及6,此不管范围为何皆适用。另外,每当在本文中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
另外,在本申请说明书的描述中,术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。 在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中,“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。在本文中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“ a,b,或c中的至少一项(个)”,或,“a,b,和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a, b, c, a-b(即a和b), a-c, b-c, 或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
除非另有特别说明,本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
第一方面,本申请提供了一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材,所述镍基高温合金箔材的化学成分包括:C、Cr、Co、W、Mo、Al、Ti、Fe、Mn、B、Ce以及Ni;其中,以质量分数计,
C的含量为0.08%~0.2%,Cr的含量为18.5%~22.5%,Co的含量为2.0%~4.5%,W的含量为0.8%~2.0%,Mo的含量为6.5%~8.7%,Al的含量为0.2%~1.0%,Ti的含量为0.15%~0.25%,Fe的含量为5.0%~7.5%,Mn的含量≤1.0%,B的含量为0.005%~0.015%,Ce的含量为0.01%~0.035%,
且所述化学成分满足如下关系式:2.75≤([Mn]+[Cr])/[Fe]≤4.15%;1.5≤[Ce]/[B]≤3.0,2.2≤([Mn]+[Cr])*[C]≤3.8,
式中,[Mn]表示Mn的质量分数,[Cr]表示Cr的质量分数,[Fe]表示Fe的质量分数,[Ce]表示Ce的质量分数,[B]表示B的质量分数,[C]表示C的质量分数。
本发明实施例中采用高Cr设计,增加Cr元素的含量不仅能起到强化作用提高合金的强度以及高温持久强度,而且还能提高合金的抗氧化性和抗腐蚀性能;本发明实施例中添加Mn元素,少量的Mn元素能够改善Cr2O3氧化物对基体的粘附性,并有效阻碍其脱落,提高合金的高温抗氧化性;本发明实施例中,添加Mn元素的同时,减少Fe元素的含量,Mn元素能够减少Fe元素在合金表面形成的瘤状氧化物;本发明实施例中,在合金中加入元素B和Ce,抵消了高Cr可能带来的对塑性的影响,由于固溶在γ基体中的B和Ce元素会在晶界发生偏聚,进而起到晶界强化作用,延缓了裂纹的形成和扩展,进而明显提高合金的持久性能。
本发明实施例中镍基高温合金中Cr、Co、Mo、Al、Ti、Mn、B和Ce的作用如下:
Cr:主要以固溶态存在于镍基高温合金基体中,其最主要的作用是提高合金的抗氧化和抗热腐蚀能力,并具有一定的固溶强化效果,同时也能与C结合形成沿晶分布的颗粒状M23C6,起到强化晶界的作用。但是Cr含量过高时会降低合金的组织稳定性和成型加工性能,本发明的合金主要用作蜂窝封严结构件材料,对合金的成型加工性能的要求较高,所以允许Cr的含量比通常的镍基变形高温合金低,以换取相对高的成型加工性能和组织稳定性。因此本发明将Cr含量控制在了18.5%~22.5%。该Cr含量可以为18.5%、19.5%、20.5%、21.5%、22.5%等。
Co和Mo:这二个元素均为固溶强化元素,能提高合金强度;但是原子序数均较高,会增大合金密度,同时会增加成本,从减重和经济的角度考虑,将Co和Mo含量分别控制在2.0%~4.5%和6.5%~8.7%。该Co的含量可以为2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%等。该Mo含量可以为6.5%、7%、7.5%、8.0%、8.5%、8.7%等。
Al和Ti:二者是γ′形成元素,且随二者含量的增加,γ′数量增加,材料的高温强度和持久性能提高。Al元素的添加会在合金表面形成Al2O3保护膜,有利于提高合金的抗氧化性能,而Ti有利于提高耐腐蚀性能。但是过高的Al和Ti会析出有害的β相,不利于组织稳定;Ti会明显降低固相线温度,缩小热加工窗口,不利于合金热加工性能;所以过多的Al和Ti会恶化焊接性能、损害成型加工性能,因此Al和Ti含量的确定要平衡高温性能、焊接性能和成型加工性能。为了平衡高温性能、抗氧化性、焊接性能和成型加工性能,本发明将二者的控制为:Al:0.2%~1.0%、Ti:0.15%~0.25%。该Al的含量可以为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%等。该Ti的含量可以为0.15%、0.17%、0.20%、0.23%、0.25%等。
B:晶界强化元素,能增加合金塑性,有利于热加工过程中晶界的协调变形,且能够提高合金的抗氧化性能和抗蠕变性能。但B含量过高,将易于在晶界形成大块状硼化物,不利于合金力学性能。因此B为0.005%~0.015%。该B的含量可以为0.005%、0.009%、0.012%、0.015%等。
Ce:Ce是常用的稀土元素,能够与氧、硫结合形成稀土氧化物和硫化物,在合金冶炼过程中起到良好的脱氧、脱硫和除气的作用,净化和强化晶界,改善合金的加工性能;还可以作为微合金化元素偏聚于晶界,起强化晶界的作用;另外Ce作为活性元素可以改善合金的抗氧化性能,提高表面稳定性。混合稀土元素相比于单一稀土元素对合金的持久性能有明显改善作用,但是过高的稀土元素,会在晶界形成大量大颗粒稀土化合物反而会不利于合金的性能,因此控制Ce:0.01~0.035%。该Ce的含量可以为0.01%、0.015%、0.02%、0.03%、0.035%等。
该C的含量可以为0.08%、0.10%、0.12%、0.16%、0.2%等,该W的含量可以为0.8%、1.0%、1.3%、1.6%、2.0%等,该Fe的含量可以为5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%等,该Mn的含量可以为0.1%、0.3%、0.6%、0.8%、1.0%等。
在一些实施方式中,所述镍基高温合金箔材的化学成分和质量分数为:C:0.1%~0.16%、Cr:19.0%~22.0%、Co:2.5%~3.5%、W:0.8%~2.0%、Mo:6.5%~8.7%、Al:0.2%~1.0%、Ti:0.15%~0.25%、Fe:5.5%~7.0%、Mn:0.5%~1.0%、B:0.005%~0.015%、Ce:0.017%~0.035%,余量为Ni和不可避免的杂质。
在一些实施方式中,所述镍基高温合金箔材满足如下至少一种性能:720℃时氧化增重速率小于0.8g/m2·h,720℃时抗拉强度Rm≥295MPa,720℃时屈服强度Rp0.2≥245MPa,720℃时延伸率A≤89%。
本发明实施例中,制得的镍基高温合金箔材在720℃服役温度下具有优异的高温强度、长时氧化性能,无锻造、热轧和冷轧裂纹形成。720℃时氧化增重速率可以为0.6g/m2·h、0.7g/m2·h、0.75g/m2·h、0.8g/m2·h等,720℃时抗拉强度Rm可以为295MPa、310MPa、320MPa、330MPa、350MPa等,720℃时屈服强度Rp0.2可以为245MPa、260MPa、270MPa、280MPa、290MPa、300MPa等,720℃时延伸率A可以为70%、80%、85%、87%、89%等。
在一些实施方式中,所述镍基高温合金箔材满足如下至少一种性能:室温时抗拉强度Rm≥846MPa,室温时屈服强度Rp0.2≥422MPa,室温时延伸率A≥36%。
第二方面,本申请提供了一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材的制备方法,请参见图1,用于制备第一方面任意一项实施例所述的镍基高温合金箔材,所述方法包括:
S1、将Co、Ni、Cr、W、Mo、Fe、Mn以及部分C原料置于第一真空度中混合加热,排出附着在原料上的气体;
S2、在第二真空度中,加热所述原料至熔化状态,后进行第一精炼,停止加热使得熔化原料结膜;
S3、升高温度使得所述熔化原料破膜,加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料,混合均匀;
S4、将加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料的混合原料进行第二精炼;
S5、对第二精炼后的所述原料进行浇注,获得扁坯;
S6、对所述扁坯进行精整、热轧、退火软化处理、修磨焊接、冷轧、中间热处理以及切边,得到合金带材;
S7、将所述合金带材进行固溶处理,得到镍基高温合金箔材。
本申请的实施方式中,采用高真空精炼进一步减少了气体含量,提高合金的纯净度和热加工性。
在一些实施方式中,所述第一真空度为0.4Pa~1.0Pa,所述第二真空度为0.3Pa~0.5Pa。
该第一真空度可以为0.4Pa、0.6Pa、0.8Pa、1.0Pa等,该第二真空度可以为0.3Pa、0.35Pa、0.4Pa、0.45Pa、0.5Pa等。
在一些实施方式中,所述第一精炼的温度为1550℃~1650℃,所述第一精炼的时间为25min~35min。
该第一精炼的温度可以为1550℃、1570℃、1590℃、1610℃、1630℃、1650℃等,该第一精炼的时间可以为25min、27min、30min、32min、35min等。
在一些实施方式中,所述第二精炼的温度为1580℃~1670℃。
该第二精炼的温度可以为1580℃、1590℃、1610℃、1630℃、1650℃、1670℃等。
在一些实施方式中,所述浇注的温度为1460℃~1500℃。
该浇注的温度可以为1460℃、1470℃、1480℃、1490℃、1500℃等。
在一些实施方式中,所述固溶处理的温度为1020℃~1150℃,走带速度为4m/min~10m/min。
该固溶处理的温度可以为1020℃、1130℃、1140℃、1150℃等,该走带速度可以为4m/min、5m/min、7m/min、9m/min、10m/min等。
本发明实施例还提供了一种镍基高温合金箔材在航空发动机中的应用,本发明实施例中的镍基高温合金箔材满足了先进航空发动机设计和使用的要求,能够应用在先进航空发动机的蜂窝封严结构中。
本发明实施例还提供了一种镍基高温合金箔材在燃气轮机中的应用。本发明实施例中的一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材满足了燃气轮机设计和使用的要求,能够应用在燃气轮机的蜂窝封严结构中。
该镍基高温合金箔材的制备方法是基于上述镍基高温合金箔材的化学成分来实现,该镍基高温合金箔材的化学成分具体可参照上述实施例,由于该镍基高温合金箔材的制备方法采用了上述实施例的部分或全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
下面结合具体的实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
本申请实施例1~9和对比例1~5对原料进行冶炼,得到表1镍基高温合金箔材的化学成分。
表1 镍基高温合金箔材的化学成分(wt%),其余为不可避免的杂质
基于上述镍基高温合金箔材的化学成分,本申请实施例1~9和对比例1~5提供了一种镍基高温合金箔材的制备方法,所述方法包括:
S11、将Co、Ni、Cr、W、Mo、Fe、Mn以及部分C原料置于真空度0.4Pa的环境中混合加热,排出附着在原料上的气体;
S21、在真空度0.4Pa环境中,加热所述原料至熔化状态,再升温至1600℃,精炼35min,停止加热,使得熔化原料结膜;
S31、升高温度使得所述熔化原料破膜,加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料,混合均匀;
S41、将加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料的混合原料在1650℃下精炼;
S51、对精炼后的原料,在1480℃下进行浇注,获得扁坯;
S61、对所述扁坯进行精整、热轧、退火软化处理、修磨焊接、冷轧、中间热处理以及切边,得到合金带材;
S71、将所述合金带材在1120℃进行固溶处理,走带速度为6米/分钟,得到镍基高温合金箔材。
对实施例1~9和对比例1~5的制备方法得到的镍基高温合金箔材进行力学性能和抗氧化性能检测,结果如表2所示。
表2 镍基高温合金箔材的力学性能和抗氧化性能
由表2可知,本申请实施例得到的镍基高温合金箔材在服役温度下具有优异的高温强度、长时氧化性能,满足了先进航空发动机设计和使用的要求。
此外,本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少还具有如下技术效果或优点:
(1)本发明实施例中,合金成本低廉、制备工艺简单,降低了能源消耗,同时缩短了生产周期,提高了生产效率,适用于工业生产的推广应用。该制备方法制得的镍基高温合金箔材在服役温度下具有优异的高温强度、长时氧化性能,无锻造、热轧和冷轧裂纹形成。
(2)本发明实施例中,合金具有较高的屈强强度。Cr起着强烈的固溶强化效果;另外通过添加W和Mo两种固溶元素,使得合金的固溶强化作用更加明显,显著提高了该合金高温下的屈服强度,使合金能够在800℃长期稳定服役;
(3)本发明实施例中,合金具有良好的热加工和冷加工性能。该合金具有较宽的热加工窗口380℃~580℃,合金加工过程中表面裂纹少,塑性好,成材率高。通过控制Al、Ti含量,在充分起到时效强化效果的同时,保证合金具有良好的加工性能,控制γ'相的数量不超过20%。通过添加0.01~0.035% Ce形成混合稀土,净化晶界的同时,改善晶界的热加工性能,并提高合金的强度;
(4)本发明实施例中,合金抗氧化性能好。添加18.5~22.5%Cr,在合金表面形成Cr23C6的氧化膜,添加0.2~1.0%的Al在合金表面产生一层致密的Al2O3的氧化膜,提高抗氧化性;添加0~1.0%的Mn元素能够改善Cr2O3氧化物对基体的粘附性,并有效阻碍其脱落,同时,Mn元素能够减少Fe元素在合金表面形成的瘤状氧化物,从而提高合金的高温抗氧化性。
(5)本发明实施例中,该合金有害杂质元素少、纯净度高、内部缺陷少、成分组织均匀一致性好。生产工艺流程短、生产成本低。通过合理的C、Ce合金元素添加,起到了较好的脱氧脱氮脱硫效果。
(6)本发明实施例中,提供的一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材及其制备方法和应用,适合于大批量工业生产长时氧化性能好镍基高温合金箔材,特别是厚度为0.03~0.15mm的长时氧化性能好镍基高温合金箔材的制备加工。通过成分优化和固溶工艺控制,所制备箔材具有优异的抗氧化性能。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材,其特征在于,所述镍基高温合金箔材的化学成分包括:C、Cr、Co、W、Mo、Al、Ti、Fe、Mn、B、Ce以及Ni;其中,以质量分数计,
C的含量为0.08%~0.2%,Cr的含量为18.5%~22.5%,Co的含量为2.0%~4.5%,W的含量为0.8%~2.0%,Mo的含量为6.5%~8.7%,Al的含量为0.2%~1.0%,Ti的含量为0.15%~0.25%,Fe的含量为5.0%~7.5%,Mn的含量为0.1%~1.0%,B的含量为0.005%~0.015%,Ce的含量为0.01%~0.035%,余量为Ni和不可避免的杂质;
且所述化学成分满足如下关系式:2.75≤([Mn]+[Cr])/[Fe]≤4.15%;1.5≤[Ce]/[B]≤3.0,2.2≤([Mn]+[Cr])*[C]≤3.8,
式中,[Mn]表示Mn的质量分数,[Cr]表示Cr的质量分数,[Fe]表示Fe的质量分数,[Ce]表示Ce的质量分数,[B]表示B的质量分数,[C]表示C的质量分数;
所述镍基高温合金箔材满足如下至少一种性能:720℃时氧化增重速率小于0.8g/m2·h,720℃时抗拉强度Rm≥295MPa,720℃时屈服强度Rp0.2≥245MPa,720℃时延伸率A≤89%,室温时抗拉强度Rm≥846MPa,室温时屈服强度Rp0.2≥422MPa,室温时延伸率A≥36%。
2.根据权利要求1所述的镍基高温合金箔材,其特征在于,所述镍基高温合金箔材的化学成分和质量分数为:C:0.1%~0.16%、Cr:19.0%~22.0%、Co:2.5%~3.5%、W:0.8%~2.0%、Mo:6.5%~8.7%、Al:0.2%~1.0%、Ti:0.15%~0.25%、Fe:5.5%~7.0%、Mn:0.5%~1.0%、B:0.005%~0.015%、Ce:0.017%~0.035%,余量为Ni和不可避免的杂质。
3.一种长时氧化性能好的镍基高温合金箔材的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1或2所述的镍基高温合金箔材,所述方法包括:
将Co、Ni、Cr、W、Mo、Fe、Mn以及部分C原料置于第一真空度中混合加热,排出附着在原料上的气体;
在第二真空度中,加热所述原料至熔化状态,后进行第一精炼,停止加热使得熔化原料结膜;
升高温度使得所述熔化原料破膜,加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料,混合均匀;
将加入Al、Ti、B、Ce和剩余部分C原料的混合原料进行第二精炼;
对第二精炼后的所述原料进行浇注,获得扁坯;
对所述扁坯进行精整、热轧、退火软化处理、修磨焊接、冷轧、中间热处理以及切边,得到合金带材;
将所述合金带材进行固溶处理,得到镍基高温合金箔材。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一真空度为0.4Pa~1.0Pa,所述第二真空度为0.3Pa~0.5Pa。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一精炼的温度为1550℃~1650℃,所述第一精炼的时间为25min~35min。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第二精炼的温度为1580℃~1670℃。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述浇注的温度为1460℃~1500℃。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述固溶处理的温度为1020℃~1150℃,走带速度为4m/min~10m/min。
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