[发明专利]通过调控锆和碳组分含量制备的改性的高温合金及方法

说明书

本公开提供了一种通过调控锆和碳组分含量制备的改性的高温合金及方法，其中，改性的高温合金包括：改性的IN939高温合金；改性的IN939高温合金的组分以质量百分比计包括：C为0.15‑0.16％、Zr为0.09‑0.18％。该改性的IN939高温合金的组分包括：Cr为22.24％，Co为18.73％、W为1.97％、Nb为0.89％、Ta为1.24％、Ti为3.66％、Al为1.90％、Mo为0.0063％、P为0.0015％、Mn为0.0035％、C为0.15‑0.16％、Zr为0.09‑0.18％、B为0.0042％、Hf为0.019％、V为0.006％、Fe为0.03％、杂质≤0.01％、余量为Ni，其中，各组分的百分比为质量百分比。

技术领域

本公开涉及高温合金铸造领域，尤其涉及一种通过调控锆和碳组分含量制备的改性的高温合金及方法。

背景技术

近年来，先进航空发动机推重比和热效率的不断提高，对发动机关键热端部件的承温能力提出了越来越高的要求。以机匣等铸件为例，该部件在先进航空发动机中的服役温度大幅提升，一些发达国家该部件的使用温度已提高到800℃以上。目前，国内该部件所用的K4169合金材料的主要使用温度在650℃，但是在高于650℃并进行长时间服役容易产生热裂纹，严重危害发动机的安全性。但是对于耐更高温度的合金材料，其合金化程度较高且凝固区间较宽，在进行制作机匣等铸件时，由于铸件具有尺寸较大、最薄壁厚且小、结构复杂等特征，容易出现铸件充型困难、组织粗大和冶金缺陷难修复等问题，严重影响该部件的安全服役。

发明内容

基于上述技术问题，本公开提供了一种通过调控锆和碳组分含量制备的改性的高温合金及方法，以期至少部分地解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本公开的一个方面，提供了一种通过调控锆和碳组分含量制备的改性的高温合金，其中，上述改性的高温合金包括：改性的IN939高温合金；上述改性的IN939高温合金的组分中以质量百分比计包括：C为0.15-0.16％、Zr为0.09-0.18％。

根据本公开的实施例，上述改性的IN939高温合金的组分包括：

Cr为22.24％，Co为18.73％、W为1.97％、Nb为0.89％、Ta为1.24％、Ti为3.66％、Al为1.90％、Mo为0.0063％、P为0.0015％、Mn为0.0035％、C为0.15-0.16％、Zr为0.09-0.18％、B为0.0042％、Hf为0.019％、V为0.006％、Fe为0.03％、杂质≤0.01％、余量为Ni，其中，各组分的百分比为质量百分比。

根据本公开的实施例，在浇注温度为1450℃和模壳温度为900℃条件下进行的流动性测试中，上述改性的IN939高温合金的流线长度包括：350-512mm。

根据本公开的实施例，上述改性的IN939高温合金的液相线温度大于1330℃，上述改性的IN939高温合金使用的工作温度包括0-870℃。

本公开的另一个方面，还提供了一种通过调控锆和碳组分含量制备的改性的高温合金的方法，包括：

将添加剂和未改性的高温合金放入至真空感应熔炼炉中进行熔炼，得到改性的高温合金，其中，上述未改性的高温合金包括：未改性的IN939高温合金；

上述添加剂包括：锆颗粒和碳粉末。

根据本公开的实施例，上述未改性的IN939高温合金与上述锆颗粒的质量比包括：200：16-35；

上述未改性的IN939高温合金与上述碳粉末的质量比包括：200：7-11。根据本公开的实施例，上述未改性的IN939高温合金中的组分包括：