[发明专利]一种高承温能力的镍基变形高温合金及其制备方法

说明书

本发明属于镍基高温合金技术领域，涉及一种高承温能力的镍基变形高温合金及其制备方法。高承温能力的镍基变形高温合金各元素质量百分数分别为：Sc：0.005％～0.5％；Cr：10.0％～20.0％；Co：5.0％～25.0％；Mo：0.1％～8.0％；W：0.1％～5.0％；Al：0.1％～5.0％；Ti：0.1％～5.0％；Nb：0.1％～6.0％；V：0.1％～2.0％；C：0.001％～0.15％；B：0.001％～0.06％；Mg：0.001％～0.10％；Ce：0.001％～0.10％；La：0.001％～0.10％；Y：0～0.10％；Ni：余量；以及不可避免的杂质元素；合金制备方法是，采用真空感应冶炼+真空自耗重熔获得合金铸锭，在1200℃～1230℃范围内对铸锭进行高温扩散均匀化退火，把退火后的铸锭加热至1130℃～1160℃，保温1h～5h，用挤压机挤压成所需要的棒材并将棒材试样进行热处理，得到满足本发明设计所需求的合金材料。

技术领域

本发明属于镍基高温合金技术领域，涉及一种高承温能力的镍基变形高温合金及其制备方法。

背景技术

高温合金是能够在大约600℃以上长期工作的一类材料，广泛用于航空、航天、核电、石油、化工等工业领域。高温合金按照基体来分主要有镍基高温合金、铁基高温合金和钴基高温合金，按成形工艺一般可分为变形高温合金和铸造高温合金两大类。涡轮盘是航空发动机热端关键部件。涡轮盘的质量和综合性能对发动机和飞机的性能、可靠性和使用寿命具有决定性的影响。镍基变形高温合金是制造航空发动机涡轮盘的一种重要材料。根据发动机推重比的不同，制造涡轮盘所需要的镍基变形高温合金的承温能力(即在指定外应力和断裂时间条件下，合金所能够承受的最高温度。为了检测方便，通常在指定外应力和试验温度下，测试合金的断裂时间，断裂时间越长，表明合金承温能力越高)也不相同。变形高温合金GH4169、GH4720Li是目前国内典型的涡轮盘高温合金材料。但是，GH4169的使用温度不超过650℃，GH4720Li合金的使用温度在700℃左右。随着先进航空发动机的发展，要求航空发动机的推重比不断提高，相应地，涡轮进口温度越来越高，因此，对涡轮盘高温合金的承温能力和热强性(即高温下的强度水平，尤指高温持久强度或持久寿命或蠕变寿命)等指标的要求也越来越高。先进航空发动机要求涡轮盘能够在更高的使用温度下服役工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高承温能力的含Sc的镍基变形高温合金及其制备方法，满足先进航空发动机涡轮盘高承温能力的使用需求。

实现本发明的技术方案是：高承温能力的镍基变形高温合金各元素质量百分数分别为：Sc：0.005％～0.5％；Cr：10.0％～20.0％；Co：5.0％～25.0％；Mo：0.1％～8.0％；W：0.1％～5.0％；Al：0.1％～5.0％；Ti：0.1％～5.0％；Nb：0.1％～6.0％；V：0.1％～2.0％；C：0.001％～0.15％；B：0.001％～0.06％；Mg：0.001％～0.10％；Ce：0.001％～0.10％；La：0.001％～0.10％；Y：0～0.10％；Ni：余量。

所述各主要元素质量百分数分别为：Sc：0.05％；Cr：13％；Co：15％；Mo：4.0％；W：3.5％；Al：3.5％；Ti：3.1％；Nb：4.0％；V：0.8％；C：0.05％；B：0.018％；Mg：0.01％；Ce：0.03％；La：0.05％；Ni：余量。

所述各主要元素质量百分数分别为：Sc：0.04％；Cr：11.5％；Co：16.5％；Mo：4.5％；W：3.0％；Al：4.0％；Ti：2.5％；Nb：3.5％；V：0.6％；C：0.06％；B：0.020％；Mg：0.01％；Ce：0.04％；La：0.035％；Ni：余量。