[发明专利]一种具有高抗拉强度的高温合金

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种具有高抗拉强度的高温合金。

背景技术

高温合金的主要元素有铬、钴、铝、钛、镍、钼、钨等。常用的高温合金有铁基、镍基和钴基3种。高温合金材料牌号为ZG35Cr24Ni7SiN（Re），其含有一定量的铬等元素，屈服强度ReL≥340MPa，抗拉强度Rm≥ 540MPa，延伸率A ≥ 12%，合金成分比较简单，成本较低，然而为了进一步提高合金的抗拉强度，本发明采用了向高温合金材料牌号为ZG35Cr24Ni7SiN（Re）的高温合金中添加Ti-6Al-4V，使得新得到的合金的抗拉强度更高，合金性能更好。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种具有高抗拉强度的高温合金。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种高温合金的制造工艺，其特征在于：由以下重量份的原料制成：C 0.30～0.40份、Si 1.3～2.0份、Mn 0.8～1.5份、Cr 23.0～25.5份、Ni 7.0～8.5份、Nb≤0.50份、P≤0.04份、S≤0.04份、N 0.2～0.28份、Ti-6Al-4V 25.0～36.5份；

所述一种具有高抗拉强度的高温合金的制造工艺，其特征在于：具体步骤为：

（1）将C、Si、Mn、Cr、Ni、Nb、P、S、N置于真空感应炉内，将真空感应炉内真空度至1～2Mpa，升温至1600～1650℃，保持交流电源的工作频率为10000～14000Hz，并充入惰性气体，精炼30～50min；随后加入Ti-6Al-4V ，并升温至1680～1700℃，并充入惰性气体，进行搅拌20～30min，直至Ti-6Al-4V全部熔化；最后降温冷却至1400～1430℃，出坩埚，浇注成圆棒，并将圆棒表面砂磨精整、备用；

（2）将CaF₂、CaO₂和Al₂O₃制成电渣重熔的渣料，并加热至熔融状态，倒入结晶器中，并向结晶器的壳体壁内通入低温冷却水，然后将步骤（1）中制备的圆棒缓慢下降到熔融的电渣重熔的渣料中，并通电起弧，调整重熔电压至60～70V、电流4000～7000A，同时，保持渣料炉体以圆棒为中心进行旋转，旋转速度保持为50～70°/min；圆棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的圆棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应而得到提纯，并在结晶器的底部重新结晶，得到组织致密、均匀、纯净，表面光洁的合金锭；

（3）利用超音速微粒轰击步骤（2）得到的合金锭表面，对合金锭表面进行纳米处理，以超音速气流为载体，控制气流速度为300～1200m/s，气体分为两路，一路携带微粒，另一路经过加热，通过喷嘴高速喷向合金锭的表面，控制喷嘴0.6～1cm/s沿合金锭表面移动，微粒流量10～30g/s，直至合金锭表面全部处理完成；

（4）检验步骤（2）得到的合金锭质量，包括合金锭的表面有无明显结疤、裂纹和渣沟、合金锭补缩端面平滑有无明显缩孔，以及内部无明显缩孔、疏松等缺陷，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测铸件内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。

进一步的，所述步骤（1）中的惰性气体为氩气。

进一步的，所述步骤（1）中Ti-6Al-4V的组成成分以及各成分的重量份数分别为：Fe ≤0.30份,C ≤0.10份,N ≤0.05份,H ≤0.015份,O ≤0.20份,Al 5.5～6.8份,V 3.5～4.5份、其余为Ti。

进一步的，所述步骤（2）中渣料的组成成分以及各成分的重量份数分别为：CaF₂ 40～70份、CaO₂ 10～30份、Al₂O₃ 10～30份。

进一步的，所述步骤（3）中微粒直径≤50μm。