[发明专利]一种镍钴基变形高温合金及其加工工艺

说明书

一种镍钴基变形高温合金及其加工工艺，按质量百分数计，包括：Cr：18～21％，Co：27～30％，Ti：3.0～3.5％，Al：3.0～3.5％，W：1.0～3.0％，Mo：≤0.5％，Nb：0.5～1.0％，Ta：≤0.5％，Si：≤0.5％，Mn：≤0.5％，C：0.04～0.07％，B：≤0.003％，Zr：0.01～0.03％，Hf：0.05～0.15％，余量为Ni。合金熔炼后均匀化处理，热轧，最后热处理。本发明具备优异的高温强度性能。同时，合金具备优异的加工性能，其在1180‑1200℃热轧变形量可达70％以上。

技术领域

本发明属高温合金领域，具体涉及一种镍钴基变形高温合金及其加工工艺，特别适用于火电先进超超临界机组过/再热器管、主蒸汽管道、集箱、转子、叶片高温关键部件。

背景技术

随着我国用电需求不断增加，能源紧缺及环境污染问题日益凸显，发展高效、节能、环保发电方式的需求越发紧迫。火力发电作为我国长期以来最主要的发电技术，提高机组蒸汽参数被认为是解决上述问题最有效的途径。以往大量实践表明，关键部件材料的服役性能是制约锅炉机组蒸汽参数提高的最主要原因，而作为火电机组锅炉中服役工况最严苛的关键部件，过/再热器管、主蒸汽管、集箱等对材料的服役性能提出了极高的要求。随着火电机组主蒸汽参数的大幅提高，开发出可以满足先进超超临界机组关键部件性能要求并兼具优异加工性能的高温合金材料已成为火力发电行业亟待解决的课题。

过/再热器等作为火电机组锅炉中服役工况最严苛的部件，对其候选材料的持久强度及抗腐蚀性能提出了极高的要求。目前，国外已开发出了一系列镍基变形高温合金材料，如美国特殊金属公司开发的Inconel740H、美国哈氏公司开发的Haynes282、德国蒂森克虏伯公司开发的CCA617、英国Rolls-Royce公司开发的Nimonic263、日本日立公司开发的FENIX700、日本东芝公司开发的TOS1X、日本三菱公司开发的LTESR700等镍基变形高温合金。为确保合金具有优异的持久强度，目前的候选材料中往往具有较低的Al/Ti比。同时，合金中较高的Cr元素含量也使其抗氧化、抗腐蚀性能得到保障。但随着火电机组蒸汽参数的不断升高，对合金性能的考验更加严苛。

Al元素是合金中重要的析出强化促进元素，较高的Al元素添加有助于提高合金中Ni₃Al体积分数，进而使合金获得优异的强度性能。同时，Al元素的加入也会促进Al₂O₃的形成，对合金的高温抗氧化、抗腐蚀能力带来极大改善。此外，由于Al₂O₃在电厂煤灰环境中不稳定，尤其当合金中Ti元素含量较高时对表面Al₂O₃层的完整性造成极大的不利影响。因此，合金中还需确保较高的Cr含量以避免Al₂O₃退化而对其耐蚀性带来的影响。然而，Al、Cr等元素的不断提高在改善合金高温性能的同时，也将造成其加工性能降低等问题。

发明内容

本发明的目的在于开发一种镍钴基变形高温合金及其加工工艺。

为了实现以上发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种镍钴基变形高温合金，按质量百分数计，包括：Cr：18～21％，Co：27～30％，Ti：3.0～3.5％，Al：3.0～3.5％，W：1.0～3.0％，Mo：≤0.5％，Nb：0.5～1.0％，Ta：≤0.5％，Si：≤0.5％，Mn：≤0.5％，C：0.04～0.07％，B：≤0.003％，Zr：0.01～0.03％，Hf：0.05～0.15％，余量为Ni。