[发明专利]一种抗热腐蚀性好的Ni高温合金及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202110492320.3 申请日: 2021-05-06
公开(公告)号: CN113265563B 公开(公告)日: 2022-04-29
发明(设计)人: 束国刚;刘伟;徐超;段方苗;余志勇;孙健;张涛 申请(专利权)人: 中国联合重型燃气轮机技术有限公司
主分类号: C22C19/05 分类号: C22C19/05;C22F1/10
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 廉世坤
地址: 201306 上海市浦东新区中国(上*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 抗热 腐蚀性 ni 高温 合金 及其 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种抗热腐蚀性好的Ni高温合金,其中,包括:C:0.05~0.16%;Cr:6.5~12.0%;Ru:0.5~4.0%;Y:0.05~0.16%;Co:9.0~11.2%;W:9.0~11.2%;Mo:0.2~1.0%;Al:5.0~6.0%;Ti:0.5~1.5%;B:0.01~0.02%;Zr:0.004~0.06%;Mg:0.001~0.005%;Re:0~3.0%;余量为Ni和不可避免的杂质,以质量计;本发明通过向合金中引入Ru元素,从而提升了合金中Cr的含量,当Cr和Ru的质量百分含量满足关系式9.0%≤Cr+Ru≤15.0%时,本发明中的合金可以在保证合金强度的同时提高Ni基高温合金的抗热腐蚀性能。

技术领域

本发明属于高温合金技术领域,具体涉及一种长时稳定性好的高温合金,特别地,还涉及一种长时稳定性好的高温合金的制备方法。

背景技术

随着我国航空航天事业的飞速发展,对目前航空发动机和燃气轮机的材料性能要求越来越高,其中,在沿海环境下工作的航空发动机和燃气轮机,由于受到燃料燃烧时生成的 Na2SO4和沿海环境气氛中NaCl的复合作用,对设备产生严重的热腐蚀,加速了航空发动机叶片和燃气轮机叶片的失效。因此,研制具有优异抗热腐蚀性能、又具备高的高温强度的叶片材料,对我国航空事业的发展有重要的意义。

Ni基高温合金是目前最常用作航空发动机叶片和燃气轮机叶片的材料,其表面有Cr2O3和Al2O3保护膜。当发生热腐蚀时,合金表面沉积一层Na2SO4和NaCl混合盐膜,在高温下熔融,呈现为液态,热腐蚀开始阶段,在Cr2O3和Al2O3保护膜的保护下,腐蚀速率较慢,硫开始逐步扩散,此后,Na2SO4中的硫逐步穿透氧化膜,扩散到合金中,形成硫化物,而氧化膜也溶解到盐中,在氧化膜中产生很大的生长应力而破坏氧化膜,使氧化膜变得疏松多孔,无法继续保护膜内合金,同时盐的成分变得更加有腐蚀性,会进一步加快腐蚀。因此,提升保护性氧化膜的稳定性和厚度,是提升合金抗腐蚀性的可行思路之一。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的:目前Ni基高温合金的抗腐蚀性难以满足日益发展的航空事业的需求,为提升Ni基高温合金的抗腐蚀性能,可以通过提升保护性氧化膜的稳定性和厚度进行探索。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此,本发明实施例提出一种抗热腐蚀好的Ni基高温合金及其制备方法,1、由于Cr含量过高会促进合金中TCP相的合成,所以通过向合金中引入Ru元素,抑制TCP相析出,从而提升了合金中Cr的含量,Cr2O3保护膜的厚度得到提升,进而可以在保证合金强度的同时提高Ni基高温合金的抗热腐蚀性能;2、引入活性元素Y,Y一方面可以有效缓解NaCl在热腐蚀中带来的氯化反应,使得腐蚀产物中的有害氯化物减少,最终保护性氧化膜的稳定性进一步提高,另一方面Y还可以让Cr和Al比其他合金元素优先被氧化,形成具有保护性质的Cr2O3和Al2O3,提高Ni基高温合金的抗热腐蚀性能。

根据本发明实施例的抗热腐蚀性好的Ni高温合金,其中,包括:C:0.05~0.16%;Cr: 6.5~12.0%;Ru:0.5~4.0%;Y:0.05~0.16%;Co:9.0~11.2%;W:9.0~11.2%;Mo:0.2~1.0%; Al:5.0~6.0%;Ti:0.5~1.5%;B:0.01~0.02%;Zr:0.004~0.06%;Mg:0.001~0.005%; Re:0~3.0%;余量为Ni和不可避免的杂质,以质量计;

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