CN117587297A - 一种焊接性能优异的镍基高温合金箔材及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种焊接性能优异的镍基高温合金箔材及其制备方法与应用,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、B、V、Y以及Ni;其中,以质量分数计,C的含量为0.04~0.10%,Cr的含量为18~21%,Co的含量为0.3~2.2%、W的含量为0.5~1.5%,Mo的含量为7.0~8.0%,Al的含量为0.8~1.2%,Ti的含量为0.15~0.25%,Fe的含量为19~22%,B的含量为0.005~0.015%、V的含量为0.08~0.25%,Y的含量为0.01~0.02%;且满足如下关系式:6.6%<[Mo]+[Al]‑5[B]‑7[V]<8.02%。本申请内容解决了现有传统镍基高温合金难以适用于制造900℃左右及以下温度服役的航空发动机蜂窝封严结构的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及高温合金加工制备技术领域,尤其涉及一种焊接性能优异的镍基高温合金箔材及其制备方法与应用。
背景技术
高温合金是指以铁、钴、镍为基体,能在600℃以上的高温和一定力作用下长期工作的一类金属材料。按基体元素的不同,分为铁基、镍基和钴基高温合金,按制备方法的不同,可分为铸造、变形和粉末高温合金。镍基变形高温合金是指以镍为基体的高温合金,可通过锻造、热轧、冷轧或冷拔等变形手段制备出成品的一类高温合金。
目前,镍基高温合金箔材用于制备航空航天发动机中的蜂窝封严结构,而现有传统镍基高温合金难以适用于制造900℃左右及以下温度服役的航空发动机蜂窝封严结构。
发明内容
本申请提供了一种焊接性能优异的镍基高温合金箔材及其制备方法与应用,以解决现有现有传统镍基高温合金难以适用于制造900℃左右及以下温度服役的航空发动机蜂窝封严结构的技术问题。
第一方面,本申请提供了一种焊接性能优异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、B、V、Y以及Ni;其中,以质量分数计,
C的含量为0.04~0.10%,Cr的含量为18~21%,Co的含量为0.3~2.2%,W的含量为0.5~1.5%,Mo的含量为7.0~8.0%,Al的含量为0.8~1.2%,Ti的含量为0.15~0.25%,Fe的含量为19~22%,B的含量为0.005~0.015%,V的含量为0.08~0.25%,Y的含量为0.01~0.02%;
且满足如下关系式:
,
式中,[Mo]表示Mo的质量分数,[Al]表示Al的质量分数,[B]表示B的质量分数,[V]表示V的质量分数。
可选的,所述镍基高温合金箔材的化学成分满足如下关系式:
,
式中,[Mo]表示Mo的质量分数,[Al]表示Al的质量分数,[B]表示B的质量分数,[V]表示V的质量分数。
可选的,以质量分数计,所述C的含量为0.07~0.09%,所述Cr的含量为18.5~20.6%,所述Mo的含量为7.2~7.6%,所述Al的含量为0.95~1.17%,所述Fe的含量为20.8~22%,所述V的含量为0.12~0.23%。
可选的,以质量分数计,所述V的含量为0.14~0.22%。
可选的,所述镍基高温合金箔材在900℃的条件下满足如下至少一种性能:抗拉强度为200MPa以上,延伸率为90%以上。
可选的,所述镍基高温合金箔材的厚度为0.03~0.15mm。
第二方面,本申请提供了一种第一方面任意一项实施例所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材在航空发动机中的应用。
第三方面,本申请提供了一种第一方面任意一项实施例所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材在燃气轮机中的应用。
第四方面,本申请提供了一种制备第一方面任意一项实施例所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材的方法,所述方法包括:
对第一原料进行第一真空加热,以排出附着在所述第一原料上的气体;
对第一真空加热后的所述第一原料进行第二真空加热,以使所述第一原料呈现熔化状态,后进行第一精炼,得到结膜的第一熔化原料;
对所述结膜的第一熔化原料进行破膜处理,后加入第二原料混合均匀,以进行第二精炼和浇注,得到扁坯;
对所述扁坯进行再处理,后进行应力退火处理,得到焊接性能优异的镍基高温合金箔材;其中,
所述第一精炼的温度为1520~1630℃,所述第二精炼的温度为1580~1640℃,所述浇注的温度为1420~1540℃,所述应力退火处理的温度为620~660℃。
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:
本申请实施例提供的该焊接性能优异的镍基高温合金箔材,通过合理设计化学成分,制备得到的镍基高温合金箔材在900℃服役温度下兼具良好焊接性能以及高强度、抗高温耐蚀、抗氧化、高韧性,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焊接性能优异的镍基高温合金箔材的显微组织图。
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)。
在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。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”、“如下至少一项(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,本申请提供了一种焊接性能优异的镍基高温合金箔材,请参见图1所示的镍基高温合金箔材的显微组织图,呈现出组织均匀性好,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、B、V、Y以及Ni;其中,以质量分数计,
C的含量为0.04~0.10%,Cr的含量为18~21%,Co的含量为0.3~2.2%,W的含量为0.5~1.5%,Mo的含量为7.0~8.0%,Al的含量为0.8~1.2%,Ti的含量为0.15~0.25%,Fe的含量为19~22%,B的含量为0.005~0.015%,V的含量为0.08~0.25%,Y的含量为0.01~0.02%;
且满足如下关系式:
,
式中,[Mo]表示Mo的质量分数,[Al]表示Al的质量分数,[B]表示B的质量分数,[V]表示V的质量分数。
在一些实施方式中,所述镍基高温合金箔材的化学成分满足如下关系式:
,
式中,[Mo]表示Mo的质量分数,[Al]表示Al的质量分数,[B]表示B的质量分数,[V]表示V的质量分数。
在本申请实施例中,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;提高元素Mo的含量和降低W的含量,使合金具有良好的焊接性能的同时避免有害脆性相的析出,并在该设计配比的元素组成下,合金的强度也能维持在较高的水平;增加了元素Co的含量,通过降低合金的层错能,提高合金的塑性变形能力;在采用高Cr的同时,在合金中加入元素B和Y,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Y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,此外,元素Al、Ti和Y的组合使用能明显改善合金的高温抗氧化性能。在合金中加入元素V,V是强烈的碳化物和γ′形成元素,V能够替代Ni3Al(γ′)中Al的位置,提高其稳定性,V还能固溶于基体中,有效增大晶格畸变,产生固溶强化作用。V在航空发动机、地面和舰用燃气轮机蜂窝封严件中的应用优势还特别体现在V能够降低合金的膨胀系数、提高合金热导率两方面,低的膨胀系数有利于蜂窝封严件在高温下保持形状、尺寸的稳定性。并且控制[Mo]+[Al]-5[B]-7[V]的数值,可以有效提高合金的焊接性能,避免焊接开裂,同时保障焊缝强度,减少焊缝处与母材性能差异;若该数值过大,在一定程度上会产生焊接开裂;若该数值过小,在一定程度上会导致焊接强度不足。具体地,该数值可以为6.6%、6.8%、7.0%、7.2%、7.4%、7.6%、7.8%、8.0%、8.02%等。优选地,该数值可以为6.9~7.8%等。
在本申请实施例中,上述焊接性能优异的镍基高温合金中Cr、Co、Mo、Al、Ti、B、V和Y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,本申请实施例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。具体地,该Cr的含量可以为19%、20%、21%、22%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含量分别控制在上述数值范围内,过高的Mo可能会影响合金的焊接成型性。具体地,该Co的含量可以为0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%、1.7%、1.9%、2.2%等,该Mo的含量可以为7.0%、7.2%、7.4%、7.6%、7.8%、8.0%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,将Al和Ti的含量控制在上述范围内,具体地,该Al的含量可以为0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%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。具体地,该B的含量可以为0.005%、0.007%、0.009%、0.011%、0.013%、0.015%等。
V:在合金中加入元素V,V是强烈的碳化物和γ′形成元素,V能够替代Ni3Al(γ′)中Al的位置,提高其稳定性,V还能固溶于基体中,有效增大晶格畸变,产生固溶强化作用。V在航空发动机、地面和舰用燃气轮机蜂窝结构件中的应用优势还特别体现在V能够降低合金的膨胀系数、提高合金热导率两方面,低的膨胀系数有利于蜂窝结构件在高温下保持形状、尺寸的稳定性,防止热胀冷缩引起早期破坏,高的热导率有利于蜂窝结构件散热,特别是加快了蜂窝结构件汽冷介质和本体之间的热交换,有利于降低蜂窝结构件的温度。本发明在试验研究的基础上,发现V和Al的组合添加对提高镍基变形高温合金的900℃强度有明显效果。过低含量的V提高中温强度的作用不明显,过高含量的V会降低合金的中温塑性和室温塑性。具体地,该V的含量可以为0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.20%、0.22%、0.24%、0.25%。
Y:常用的稀土元素,可以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Y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。具体地,该Y的含量可以为0.01%、0.012%、0.014%、0.016%、0.018%、0.02%等。
此外,控制C的含量,可以控制碳化物的析出数量和形貌,从而起到二次相析出强化的效果;过低的C的含量会导致碳化物析出强化效果减弱,合金强度不足;过高的C的含量会导致析出粗大的碳化物,恶化合金的力学性能和焊接性能。上述C的含量可以为0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%等,上述Fe的含量可以为18%、19%、20%、21%等。
在一些实施方式中,以质量分数计,所述C的含量为0.07~0.09%,所述Cr的含量为18.5~20.6%,所述Mo的含量为7.2~7.6%,所述Al的含量为0.95~1.17%,所述Fe的含量为20.8~22%,所述V的含量为0.12~0.23%。
在本申请实施例中,优选地,上述C的含量可以为0.07~0.09%,上述Cr的含量为18.5~20.6%,上述Mo的含量可以为7.2~7.6%,上述Al的含量可以为0.95~1.17%,上述Fe的含量可以为20.8~22%,上述V的含量可以为0.12~0.23%。
在一些实施方式中,以质量分数计,所述V的含量为0.14~0.22%。
在本申请实施例中,上述V的含量可以优选为0.14~0.22%。
在一些实施方式中,所述镍基高温合金箔材在900℃的条件下满足如下至少一种性能:抗拉强度为200MPa以上,延伸率为90%以上。
在一些实施方式中,所述镍基高温合金箔材的厚度为0.03~0.15mm。
在本申请实施例中,上述镍基高温合金箔材在900℃的条件下,抗拉强度可以为220MPa、222MPa、224MPa、226MPa等,延伸率可以为87%、88%、89%、90%等。该基高温合金箔材的厚度可以为0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.09mm、0.11mm、0.13mm、0.15mm等。
综上,本申请实施例提供的一种焊接性能优异的镍基高温合金箔材,具有以下至少部分优点:
1)合金具有较高的屈强强度。18~21%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,使合金服役温度提高到900℃左右;
2)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400~600℃,合金加工过程中表面裂纹少,塑性好,成材率高。通过控制0.8~1.2%Al和0.15~0.25%Ti,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0.01~0.02%Y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;
3)合金抗氧化性能好。添加18~21%Cr,在合金表面形成Cr23C6的氧化膜,添加0.8~1.2%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;另外,添加的稀土Y,形成稀土氧化物,使合金的高温抗氧化性能达到1100℃以上;
4)添加0.08~0.25%的V能够降低合金的膨胀系数,提高合金热导率,低的膨胀系数有利于蜂窝封严件在高温下保持形状、尺寸的稳定性,非常适合制作航空航天发动机蜂窝封严结构件。
5)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、Y合金元素添加,起到了较好的脱氧脱氮脱硫效果。
第二方面,本申请提供了一种第一方面任意一项实施例所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材在航空发动机中的应用。
第三方面,本申请提供了一种第一方面任意一项实施例所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材在燃气轮机中的应用。
在本申请实施例中,上述镍基高温合金箔材在900℃服役温度下兼具良好焊接性能以
及高强度、抗高温耐蚀、抗氧化、高韧性的镍基高温合金箔材,适用于在航空发动机制造中或燃气轮机制造中。
第四方面,本申请提供了一种制备第一方面任意一项实施例所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材的方法,所述方法包括:
S1、对第一原料进行第一真空加热,以排出附着在所述第一原料上的气体;
具体地,该S1包括:将Co、Ni、Cr、W、Mo、Fe以及部分C原料置于真空度0.8~1.2Pa的环境中混合加热,排出附着在原料上的气体;
S2、对第一真空加热后的所述第一原料进行第二真空加热,以使所述第一原料呈现熔化状态,后进行第一精炼,得到结膜的第一熔化原料;
具体地,该S2包括:在真空度0.5~0.8Pa环境中,加热所述原料至熔化状态,再升温至1520~1630℃,高温精炼33-48min,停止加热,使得熔化原料结膜;
S3对所述结膜的第一熔化原料进行破膜处理,后加入第二原料混合均匀,以进行第二精炼和浇注,得到扁坯;
具体地,该S3包括:升高温度使得所述熔化原料破膜,加入Al、Ti、B、V、Y和剩余部分C原料,混合均匀;
将加入Al、Ti、B、V、Y和剩余部分C原料的混合原料在1580~1640℃下精炼;
对精炼后的原料,在1420~1540℃下进行浇注,获得扁坯;
S4、对所述扁坯进行再处理,后进行应力退火处理,得到焊接性能优异的镍基高温合金箔材;其中,
所述第一精炼的温度为1520~1630℃,所述第二精炼的温度为1580~1640℃,所述浇注的温度为1420~1540℃,所述应力退火处理的温度为620~660℃。
具体地,该S4包括:对所述扁坯精整、热轧、退火软化处理、再次精整、冷轧、中间热处理和切边,得到合金箔材;
将所述合金箔材在620~660℃进行去应力退火处理,走带速度为(13~34)米/分钟,制备出焊接性能优异的镍基高温合金箔材。
在本申请实施例中,在上述焊接性能优异的镍基高温合金箔材的化学成分的基础上,通过控制第一精炼的温度、第二精炼的温度、浇注的温度以及应力退火处理的温度,制得的镍基高温合金箔材在900℃服役温度下良好焊接性能以及高强度、抗高温耐蚀、抗氧化、高韧性,满足了先进航空发动机设计和使用的要求;并且制备方法简单,显著提高了材料的质量和成材率,在工业上得到了应用。具体地,该第一精炼的温度可以为1520℃、1530℃、1540℃、1550℃、1560℃、1570℃、1580℃、1590℃、1600℃、1610℃、1620℃、1630℃等,该第二精炼的温度可以为1580℃、1590℃、1600℃、1600℃、1610℃、1620℃、1630℃、1640℃等,该浇注的温度可以为1420℃、1430℃、1440℃、1450℃、1460℃、1470℃、1480℃、1490℃、1500℃、1510℃、1520℃、1530℃、1540℃等,该应力退火处理的温度可以为620℃、630℃、640℃、650℃、660℃等。此外,上述第一原料可以为Co、Ni、Cr、W、Mo、Fe以及部分C原料;上述第二原料可以为Al、Ti、B、V和Y和剩余部分C原料,上述再处理可以包括精整、热轧、退火软化处理、再次精整、冷轧、中间热处理和切边。
该制备焊接性能优异的镍基高温合金箔材的方法是基于上述焊接性能优异的镍基高温合金箔材的化学成分来实现,该焊接性能优异的镍基高温合金箔材的具体化学成分可参照上述实施例,由于该制备焊接性能优异的镍基高温合金箔材的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。
本申请实施例提供的焊接性能优异的镍基高温合金箔材的具体化学成分请参见表1。
表1 焊接性能优异的镍基高温合金箔材的化学成分(wt%),其余为Ni以及不可避免的杂质
本申请实施例1~8和对比例1~7的制备焊接性能优异的镍基高温合金箔材的具体步骤如下:
将Co、Ni、Cr、W、Mo、Fe以及部分C原料置于真空度1.2Pa的环境中混合加热,排出附着在原料上的气体;
在真空度0.8Pa环境中,加热所述原料至熔化状态,再升温至1550℃,高温精炼42min,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、V和Y和剩余部分C原料,混合均匀;
将加入Al、Ti、B、V和Y和剩余部分C原料的混合原料在1590℃下精炼;
对精炼后的原料,在1490℃下进行浇注,获得扁坯;
对所述扁坯精整、热轧、退火软化处理、再次精整、冷轧、中间热处理和切边,得到合金箔材;
将所述合金带材在633℃进行去应力退火处理,走带速度为24米/分钟,制备出焊接性能优异的的镍基高温合金箔材。
对实施例1~8和对比例1~7制备得到的焊接性能优异的镍基高温合金箔材进行力学性能测试,其测试结果请参见表2。
表2焊接性能优异的镍基高温合金箔材的力学性能
对比例1中,Mo的含量不在本申请实施例范围内,[Mo]+[Al]-5[B]-7[V]数值偏大;对比例2中,Al的含量不在本申请实施例范围内,[Mo]+[Al]-5[B]-7[V]数值偏小;对比例3中,Ti的含量不在本申请实施例范围内;对比例4中,V的含量不在本申请实施例范围内;对比例5中,不含V,[Mo]+[Al]-5[B]-7[V]数值偏大;对比例6中,不含Y;对比例7中,[Mo]+[Al]-5[B]-7[V]数值偏大;并结合表2分析,表明对比例1~7所制备得到的镍基高温合金箔材的力学性能差于实施例1~8。
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 (9)
1.一种焊接性能优异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、B、V、Y以及Ni;其中,以质量分数计,
C的含量为0.04~0.10%,Cr的含量为18~21%,Co的含量为0.3~2.2%,W的含量为0.5~1.5%,Mo的含量为7.0~8.0%,Al的含量为0.8~1.2%,Ti的含量为0.15~0.25%,Fe的含量为19~22%,B的含量为0.005~0.015%,V的含量为0.08~0.25%,Y的含量为0.01~0.02%;
且满足如下关系式:
,
式中,[Mo]表示Mo的质量分数,[Al]表示Al的质量分数,[B]表示B的质量分数,[V]表示V的质量分数。
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满足如下关系式:
,
式中,[Mo]表示Mo的质量分数,[Al]表示Al的质量分数,[B]表示B的质量分数,[V]表示V的质量分数。
3.根据权利要求1所述的镍基高温合金箔材,其特征在于,以质量分数计,所述C的含量为0.07~0.09%,所述Cr的含量为18.5~20.6%,所述Mo的含量为7.2~7.6%,所述Al的含量为0.95~1.17%,所述Fe的含量为20.8~22%,所述V的含量为0.12~0.23%。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的镍基高温合金箔材,其特征在于,以质量分数计,所述V的含量为0.14~0.22%。
5.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在900℃的条件下满足如下至少一种性能:抗拉强度为200MPa以上,延伸率为90%以上。
6.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厚度为0.03~0.15mm。
7.一种权利要求1~6任意一项所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材在航空发动机中的应用。
8.一种权利要求1~6任意一项所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材在燃气轮机中的应用。
9.一种制备权利要求1~6任意一项所述的焊接性能优异的镍基高温合金箔材的方法,其特征在于,所述方法包括:
对第一原料进行第一真空加热,以排出附着在所述第一原料上的气体;
对第一真空加热后的所述第一原料进行第二真空加热,以使所述第一原料呈现熔化状态,后进行第一精炼,得到结膜的第一熔化原料;
对所述结膜的第一熔化原料进行破膜处理,后加入第二原料混合均匀,以进行第二精炼和浇注,得到扁坯;
对所述扁坯进行再处理,后进行应力退火处理,得到焊接性能优异的镍基高温合金箔材;其中,
所述第一精炼的温度为1520~1630℃,所述第二精炼的温度为1580~1640℃,所述浇注的温度为1420~1540℃,所述应力退火处理的温度为620~660℃。
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