[发明专利]一种具有高抗拉强度的高温合金

摘要

本发明一种具有高抗拉强度的高温合金，由以下重量份的原料制成C 0.30～0.40份、Si 1.3～2.0份、Mn 0.8～1.5份、Cr 23.0～25.5份、Ni 7.0～8.5份、Nb≤0.50份、P≤0.04份、S≤0.04份、N 0.2～0.28份，Ti‑6Al‑4V 25.0～36.5份。通过真空感应炉对合理配比的原料进行高低温精炼，在真空感应炉中的交变电磁场作用下，炉中材质的成分和温度均较均匀；采用电渣重熔工艺，使得经电渣重熔的合金，化学成分均匀；采用超音速微粒轰击可以提高合金锭的表面纳米化层的硬度，并可改善合金材料的抗疲劳性，进一步提高合金的抗拉强度；对合金锭进行检验，对不合格的重新加工，并用超声波无损探伤仪检测铸件内部是否有裂痕，保证了铸件的质量，具有良好的市场前景。

主权项

一种具有高抗拉强度的高温合金，其特征在于：由以下重量份的原料制成：C 0.30～0.40份、Si 1.3～2.0份、Mn 0.8～1.5份、Cr 23.0～25.5份、Ni 7.0～8.5份、Nb≤0.50份、P≤0.04份、S≤0.04份、N 0.2～0.28份、Ti‑6Al‑4V 25.0～36.5份、余量为Fe，总份数为100份；其制造工艺为：(1)将C、Si、Mn、Cr、Ni、Nb、P、S、N置于真空感应炉内，将真空感应炉内真空度调至1～2Kpa，升温至1600～1650℃，保持交流电源的工作频率为10000～14000Hz，并充入惰性气体，精炼30～50min；随后加入Ti‑6Al‑4V，并升温至1680～1700℃，并充入惰性气体，搅拌20～30min，直至Ti‑6Al‑4V全部熔化；最后降温冷却至1400～1430℃，出真空感应炉，浇注成圆棒，并将圆棒表面砂磨精整、备用；(2)将CaF2、CaO2和Al2O3制成电渣重熔的渣料，并加热至熔融状态，倒入结晶器中，并向结晶器的壳体壁内通入低温冷却水，然后将步骤(1)中制备的圆棒缓慢下降到熔融的电渣重熔的渣料中，并通电起弧，调整重熔电压至60～70V、电流4000～7000A，同时，保持渣料炉体以圆棒为中心进行旋转，旋转速度保持为50～70°/min；圆棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的圆棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应而得到提纯，并在结晶器的底部重新结晶，得到组织致密、均匀、纯净，表面光洁的合金锭；(3)利用超音速微粒轰击步骤(2)得到的合金锭表面，对合金锭表面进行纳米处理，以气流为载体，控制气流速度为300～1200m/s，气体分为两路，一路携带微粒，另一路经过加热，通过喷嘴高速喷向合金锭的表面，控制喷嘴0.6～1cm/s沿合金锭表面移动，微粒流量10～30g/s，直至合金锭表面全部处理完成；(4)检验步骤(3)得到的合金锭质量，包括合金锭的表面有无明显结疤、裂纹和渣沟、合金锭补缩端面平滑有无明显缩孔，以及内部无明显缩孔、疏松等缺陷，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测合金锭内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。