[发明专利]IN706类型的铁-镍超合金

说明书

本发明源于IN 706类型的铁-镍超合金。本发明还涉及用该合金制成的初始合金体制成高温下稳定的材料的方法。这种IN 706类型的铁-镍超合金的特点是约700℃温度下强度高，因此可有效地用作受热机械，尤其是用于燃气轮机。IN 706合金的组成可在下列范围内变化：

最多0.02                        碳

最多0.10                        硅

最多0.20                        锰

最多0.002                       硫

最多0.015                       磷

15-18                           铬

40-43                           镍

0.1-0.3                         铝

最多0.30                        钴

1.5-1.8                         钛

最多0.30                        铜

2.8-3.2                         铌

其余                            铁

本发明可追溯到现有技术中IN 706类型的铁-镍超合金如J.H.Moll et al.在Met.Trans.1971，Vol.2，pp.2143-2151上的“TheMicrostructure of 706，a New Fe-Ni-Base Superalloy”和Met.Trans.1971，Vol.2，pp.2153-2160上的“Heat treatment of 706 Alloy forOptimum 1200°F Stress-Rupture Properties”中作了说明。

在现有技术中，已注意到了在约650℃下IN 706合金的延展性很低并且经过某些热处理工艺可提高用IN 706合金制成的锻件的延展性。根据用IN 706合金锻造而成的初始合金体的显微组织，典型的热处理工艺包括下列步骤：

在980℃温度下将初始合金体固溶处理1小时，

用空气冷却固溶处理的初始合金体，

在840℃温度下沉淀硬化3小时，

用空气冷却，

在720℃温度下沉淀硬化8小时，

以约55℃/小时的冷却速度冷却到620℃，

在620℃温度下沉淀硬化8小时，以及

用空气冷却，或

在约900℃温度下将初始合金体固溶处理1小时，

用空气冷却，

在720℃温度下沉淀硬化8小时，

以约55℃/小时的冷却速度冷却到620℃，

在620℃温度下沉淀硬化8小时，以及

用空气冷却。

从D.A.Woodford在Met.Trans.A，Feb.1981，Vol.12A，pp.299-307中发表的“Environmental Damage of a Cast Nickel BaseSuperalloy”中还已知将硼和铪加入IN 738类型的镍基超合金可降低与氧接触带来的易损坏性。加入这些元素可降低不希望出现的材料易脆性。

因此，正如权利要求1和4所述的本发明目的之一是提供IN 706类型的铁-镍超合金，该合金不仅具有高热稳定性，而且具有很高的延展性，此外本发明还提供进一步提高用该合金制成的材料的延展性的方法。

本发明合金的特点是与没有加入其他元素的IN 706类型的铁-镍超合金相比其长期延展性高基本上两倍，而其热稳定性仅略为降低。加入适当量的硼和/铪可减少应力造成的合金显微组织中晶粒界面的氧化程度。因此，不希望出现的材料疲劳现象如缺口脆性和应力裂缝增长可大幅度降低。该合金因而特别适用于作为大型燃气轮机的转子材料。该合金具有足够高的热稳定性。在出现局部温度梯度时，不希望出现的应力在显微组织中仅具有微小的作用或影响，因为合金的延展性高。适当的热处理步骤可进一步提高本发明合金的延展性，这些步骤包括固溶处理，冷却和沉淀硬化。

从以下详细说明中可清楚地看出本发明的其他目的和优点。