本發(fā)明涉及高溫合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種鎳基高溫合金和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件。
背景技術(shù)：
：一般來說，高溫合金是指在600℃以上及一定應(yīng)力條件下能夠長期工作的高溫金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，高溫合金在各個領(lǐng)域中展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景，主要用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機(jī)盤和燃燒室等高溫部件。高溫合金材料按照制備工藝可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。高溫合金材料按基體元素主要可分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。由于鐵基高溫合金組織不夠穩(wěn)定,抗氧化性較差，高溫強(qiáng)度較差，不適合在較高溫度條件下(>800℃)應(yīng)用，通常只能在650℃以下使用；而鈷是一種重要的戰(zhàn)略資源，世界上大多數(shù)國家缺鈷，使得鈷基合金的發(fā)展受到了限制。因而，以鎳為基體(含量一般大于50％)的鎳基高溫合金成為了目前高溫合金中應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的一類合金.其在700-1100℃范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和良好的抗氧化性、抗燃?xì)飧g能力。鎳基高溫合金具有諸多優(yōu)點(diǎn)，一是可以溶解較多的合金元素，且能保持較好的穩(wěn)定性；二是可以形成有序的L12結(jié)構(gòu)金屬間化合物γ’-[Ni(Al,Ti,Ta)]相作為強(qiáng)化相，使合金的得到有效的強(qiáng)化，獲得比鐵基，鈷基高溫合金更高的高溫強(qiáng)度；三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃?xì)飧g能力，通常其可以含有十多種元素，而Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素主要起強(qiáng)化作用。盡管鎳基高溫合金具有優(yōu)異的高溫性能諸如：抗疲勞、耐腐蝕及抗氧化等性能，但是高溫長期服役的鎳基合金在疲勞強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能方面均會出現(xiàn)明顯下降。因而，如何提高高溫長期服役的鎳基合金的高溫力學(xué)性能，成了亟待解決的關(guān)鍵問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種鎳基高溫合金和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件，本發(fā)明提供的鎳基高溫合金在長期高溫的條件下，具有較好的力學(xué)性能。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種鎳基高溫合金，按質(zhì)量百分比組成包括：Co：18-20％；Cr：13-15％；Al：2.9-3.5％；Ti：3.3-3.7％；Ta：0.9-1.1％；W：1.8-2.2％；Mo：2.5-3.5％；Nb：0.4-0.6％；Hf：0.1-0.3％；C：0.02-0.06％；B：0.003-0.012％；Zr：0.02-0.06％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選的，所述Co的質(zhì)量百分比具體為18.5-19.5％。優(yōu)選的，所述Cr的質(zhì)量百分比具體為13.5-14.5％。優(yōu)選的，所述Al的質(zhì)量百分比具體為3.0-3.4％。優(yōu)選的，所述Ti的質(zhì)量百分比具體為3.4-3.6％。優(yōu)選的，所述W的質(zhì)量百分比具體為1.9-2.1％。優(yōu)選的，所述Mo的質(zhì)量百分比具體為2.75-3.25％。優(yōu)選的，所述Nb的質(zhì)量百分比具體為0.45-0.55％。優(yōu)選的，其中的質(zhì)量百分比具體為：Co：19％；Cr：14％；Al：3.2％；Ti：3.5％；Ta：1.0％；W：2.0％；Mo：3.0％；Nb：0.5％；Hf：0.2％；C：0.03％；B：0.006％；Zr：0.04％。優(yōu)選的，其中的質(zhì)量百分比具體為：Co：19％；Cr：14％；Al：3.2％；Ti：3.5％；Ta：1.0％；W：2.0％；Mo：3.0％；Nb：0.5％；Hf：0.2％；C：0.05％；B：0.01％；Zr：0.04％。一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件，所述部件的材質(zhì)為如上述任一所述的一種鎳基高溫合金。本發(fā)明中的鎳基高溫合金由于按質(zhì)量百分比組成包括：Co：18-20％；Cr：13-15％；Al：2.9-3.5％；Ti：3.3-3.7％；Ta：0.9-1.1％；W：1.8-2.2％；Mo：2.5-3.5％；Nb：0.4-0.6％；Hf：0.1-0.3％；C：0.02-0.06％；B：0.003-0.012％；Zr：0.02-0.06％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提高了材料的組織穩(wěn)定性，特別是提高了γ’相、MC相的穩(wěn)定性.并有效改善原始顆粒邊界(PPB)的析出；解決了高溫長期服役的鎳基高溫合金產(chǎn)生有害相的問題，提升了合金材料的疲勞性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其各項指標(biāo)能夠優(yōu)于現(xiàn)有的高溫合金，尤其是現(xiàn)有的粉末冶金高溫合金。采用本發(fā)明所設(shè)計的高溫合金，制備的物品，尤其制備燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，特別是制備其關(guān)鍵熱端部件，均具有較好的力學(xué)性能和高溫長期服役的組織穩(wěn)定性，以及較好的合金承溫能力。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的合金140與第二代典型的粉末冶金高溫合金在850℃下的γ’強(qiáng)化相含量對比圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的合金140與第二代典型的粉末冶金高溫合金的γ’相完全溶解溫度對比圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的合金140與第二代典型的粉末冶金高溫合金的有害相σ相的最大摩爾含量對比圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的合金140與第二代典型的粉末冶金高溫合金的固液相線的差值對比圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明所用原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的或是按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法制備得到即可。本發(fā)明所述高溫合金及其制備的物品，對其制備方法和其它原料的來源沒有特別限制，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法制備得到或是在市場上購買的即可。下面結(jié)合附圖和較佳的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種高溫合金，按質(zhì)量百分比組成包括：Co：18～20％；Cr：13～15％；Al：2.9-3.5％；Ti：3.3～3.7％；Ta：0.9～1.1％；W：1.8～2.2％；Mo：2.5～3.5％；Nb：0.4～0.6％；Hf：0.1～0.3％；C：0.02～0.06％；B：0.003～0.012％；Zr：0.02～0.06％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例通過采用優(yōu)化Al、Ti、Nb、Ta元素來增加γ’體積分?jǐn)?shù)，從而降低高溫合金材料在高溫長時間服役過程中的有害相的析出能力，提高材料的組織穩(wěn)定性。通過調(diào)整W、Mo的含量來提高固溶強(qiáng)化效果并降低TCP(拓?fù)涿芏严?相含量。另外，該合金調(diào)整了元素Hf、B的含量，并增加了Ta含量，從而提高了γ’相、MC相的穩(wěn)定性，并有效改善原始顆粒邊界(PPB)的析出；因此降低了高溫長期服役后鎳基高溫合金產(chǎn)生有害相的傾向，提升了合金材料的疲勞性能的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其各項指標(biāo)能夠優(yōu)于現(xiàn)有的高溫合金，尤其是現(xiàn)有的粉末冶金高溫合金。采用本發(fā)明所設(shè)計的高溫合金，制備的物品，尤其制備燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，特別是制備其關(guān)鍵熱端部件，均具有較好的力學(xué)性能和高溫長期服役的組織穩(wěn)定性，以及較好的合金承溫能力。本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫合金，即一種粉末冶金鎳合金，按質(zhì)量百分比組成，所述元素Nb的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為0.45～0.55％，本實(shí)施例優(yōu)選為0.5％,當(dāng)然也可以為0.4％，或0.6％；本發(fā)明對元素Nb的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Nb的來源或市售的元素Nb即可；本發(fā)明對元素Nb的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Nb的純度即可。本發(fā)明實(shí)施例通過采用0.4～0.5％的元素Nb來提高TCP相(拓?fù)涿芏严?形成的門檻值，從而降低TCP相在高溫長時間服役過程中的析出，提高材料的組織穩(wěn)定性。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Co的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為18.5～19.5％，本實(shí)施例優(yōu)選為19％，當(dāng)然也可以為18％，或?yàn)?0％；本發(fā)明對元素Co的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Co的來源或市售的元素Co即可；本發(fā)明對元素Co的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Co的純度即可。本發(fā)明實(shí)施例通過優(yōu)化元素Co的含量來調(diào)整γ’的固溶溫度。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Hf的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為0.1～0.3％，本實(shí)施例優(yōu)選為0.20％，當(dāng)然也可以為0.1％，或?yàn)?.3％；本發(fā)明對元素Hf的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Hf的來源或市售的元素Hf即可；本發(fā)明對元素Hf的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Hf的純度即可。本發(fā)明實(shí)施例在所述高溫合金中，合金元素Hf提高γ’相的穩(wěn)定性，元素Hf不僅可進(jìn)入γ′、還能進(jìn)入MC，在粉末顆粒內(nèi)能形成更穩(wěn)定的碳化物，是改善原始顆粒邊界(PPB)析出的有效途徑。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Al的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為3.0～3.4％，更優(yōu)選為3.1～3.3％，本實(shí)施例優(yōu)選為3.2％，當(dāng)然也可以為2.9％，或?yàn)?.5％；本發(fā)明對元素Al的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Al的來源或市售的元素Al即可；本發(fā)明對元素Al的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Al的純度即可。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Ti的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為3.4～3.6％，本實(shí)施例優(yōu)選為3.5％，當(dāng)然也可以為3.3％，或?yàn)?.7％；本發(fā)明對元素Ti的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Ti的來源或市售的元素Ti即可；本發(fā)明對元素Ti的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Ti的純度即可。本發(fā)明實(shí)施例在所述高溫合金中，通過優(yōu)化Al、Ti、Nb來調(diào)整γ’相的形態(tài)和體積分?jǐn)?shù)，有效增加合金在高溫服役過程中的力學(xué)性能、增加合金的承溫能力。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Ta的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為0.9～1.1％，本實(shí)施例優(yōu)選為1.0％，當(dāng)然也可以為0.9％，或1.1％；本發(fā)明對元素Ta的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Ta的來源或市售的元素Ta即可；本發(fā)明對元素Ta的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的Ta的純度即可。本發(fā)明實(shí)施例在所述高溫合金中，通過增加Ta來增加γ’體積分?jǐn)?shù)，并穩(wěn)定γ’相，從而提高合金元素高溫強(qiáng)度。按質(zhì)量百分比組成，所述元素W的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為1.8～2.2％，更優(yōu)選為1.9～2.10％，本實(shí)施例優(yōu)選為2.0％，當(dāng)然也可以為1.8％，或2.2％；本發(fā)明對元素W的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素W的來源或市售的元素W即可；本發(fā)明對元素W的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素W的純度即可。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Mo的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為2.5～3.5％，更優(yōu)選為2.75～3.25％，本實(shí)施例優(yōu)選為3.0％，當(dāng)然也可以為2.5％?；?.5％；本發(fā)明對元素Mo的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Mo的來源或市售的元素Mo即可；本發(fā)明對元素Mo的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Mo的純度即可。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Cr的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為13～15％，更優(yōu)選為13.5～14.5％，本實(shí)施例優(yōu)選為14％，當(dāng)然也可以為13％，或15％；本發(fā)明對元素Cr的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Cr的來源或市售的元素Cr即可；本發(fā)明對元素Cr的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Cr的純度即可。按質(zhì)量百分比組成，所述元素C的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為0.02～0.06％，更優(yōu)選為0.02～0.04％，本實(shí)施例優(yōu)選為0.03％，也可以為0.05％，當(dāng)然也可以為0.02％，或?yàn)?.06％；本發(fā)明對元素C的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素C的來源或市售的元素C即可；本發(fā)明對元素C的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素C的純度即可。按質(zhì)量百分比組成，所述元素B的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為0.003～0.012％，更優(yōu)選為0.003～0.008％，本實(shí)施例優(yōu)選為0.006％，也可以為0.01％，當(dāng)然也可以為0.003％，或0.012％；本發(fā)明對元素B的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素B的來源或市售的元素B即可；本發(fā)明對元素B的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素B的純度即可。按質(zhì)量百分比組成，所述元素Zr的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為0.02～0.06％，更優(yōu)選為0.02～0.04％，本實(shí)施例優(yōu)選為0.03％，當(dāng)然也可以為0.02％，或0.06％；本發(fā)明對元素Zr的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Zr的來源或市售的元素Zr即可；本發(fā)明對元素Zr的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Zr的純度即可。本發(fā)明實(shí)施例對元素Ni的來源沒有特別限定，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的元素Ni的來源或市售的元素Ni即可；本發(fā)明對元素Ni的純度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備高溫合金的元素Ni的純度即可。具體的，其中的質(zhì)量百分比具體為：Co：19％；Cr：14％；Al：3.2％；Ti：3.5％；Ta：1.0％；W：2.0％；Mo：3.0％；Nb：0.5％；Hf：0.2％；C：0.03％；B：0.006％；Zr：0.04％。按照這個配比的高溫合金，性能更加優(yōu)良。具體的，其中的質(zhì)量百分比具體為：Co：19％；Cr：14％；Al：3.2％；Ti：3.5％；Ta：1.0％；W：2.0％；Mo：3.0％；Nb：0.5％；Hf：0.2％；C：0.05％；B：0.01％；Zr：0.04％。按照這個配比的高溫合金，性能更加優(yōu)良。本發(fā)明實(shí)施例提供一種高溫合金，按質(zhì)量百分比組成包括：Co：19％；Cr：14％；Al：3.2％；Ti：3.5％；Ta：1.0％；W：2.0％；Mo：3.0％；Nb：0.5％；Hf：0.2％；C：0.03％；B：0.006％；Zr：0.03％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例提供的上述粉末冶金高溫合金，優(yōu)化了Al、Ti、Nb含量，同時調(diào)整W、Mo、Co含量，并添加了Ta和Hf。經(jīng)檢測，相比第二代粉末冶金高溫合金Rene88、U720Li、FGH96，其主要強(qiáng)化相γ’相的完全溶解溫度和體積百分比高，由此增加了合金的高溫強(qiáng)度和承溫能力。本發(fā)明實(shí)施例還提供了另一種高溫合金，按質(zhì)量百分比組成包括：Co：19％；Cr：14％；Al：3.2％；Ti：3.5％；Ta：1.0％；W：2.0％；Mo：3.0％；Nb：0.5％；Hf：0.2％；C：0.05％；B：0.01％；Zr：0.03％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例提供的所述粉末冶金高溫鎳合金，相對第二代粉末冶金高溫合金具有更好的高溫強(qiáng)度，合金承溫能力比第二代粉末冶金高溫合金進(jìn)一步提高。本發(fā)明實(shí)施例提供一種物品，所述物品用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，且按質(zhì)量百分比組成，包含由以下元素形成的高溫合金：Co：18～20％；Cr：13～15％；Al：2.9-3.5％；Ti：3.3～3.7％；Ta：0.9～1.1％；W：1.8～2.2％；Mo：2.5～3.5％；Nb：0.4～0.6％；Hf：0.1～0.3％；C：0.02～0.06％；B：0.003～0.012％；Zr：0.02～0.06％；余量為Ni和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例所述物品中，包含的高溫合金中的元素優(yōu)選方案與前述高溫合金中的元素優(yōu)選方案相同，在此不再一一贅述；本發(fā)明所述物品優(yōu)選用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，更優(yōu)選用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的熱端部件。本發(fā)明對所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的型號沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的采用高溫合金的型號即可；本發(fā)明對所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的其他條件沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的常規(guī)條件即可。本發(fā)明實(shí)施例所述粉末鎳基高溫合金，作為用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的高溫材料，特別適用于關(guān)鍵熱端部件的鎳基粉末冶金高溫合金，以及由此制造的相關(guān)材料及其構(gòu)件，本發(fā)明所述高溫合金相對第二代粉末冶金高溫合金具有更好的高溫強(qiáng)度，合金承溫能力比第二代粉末冶金高溫合金進(jìn)一步提高。本發(fā)明實(shí)施例為進(jìn)一步提高高溫合金的高溫力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，還提供了另外用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，特別是制造關(guān)鍵熱端部件的具體技術(shù)方案，包括，本發(fā)明實(shí)施例提供一種物品，所述物品用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，且按質(zhì)量百分比組成，包含由以下元素形成的高溫合金：Co：19％；Cr：14％；Al：3.2％；Ti：3.5％；Ta：1.0％；W：2.0％；Mo：3.0％；Nb：0.5％；Hf：0.2％；C：0.03％；B：0.006％；Zr：0.03％，余量為Ni。以及本發(fā)明實(shí)施例還提供另一種物品，所述物品用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，且按質(zhì)量百分比組成，包含由以下元素形成的高溫合金：Co：18.8％；Cr：13％；Al：3.25％；Ti：3.45％；Ta：1.0％；W：1.9％；Mo：3.1％；Nb：1.0％；Hf：0.2％；C：0.05％；B：0.010％；Zr：0.03％，余量為Ni。本發(fā)明實(shí)施例提供的鎳基高溫合金，尤其是一種粉末冶金鎳基高溫合金，以及由此制備的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，特別是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵熱端部件，針對合金高溫承溫能力不足，抗高溫疲勞和蠕變能力較低、原始顆粒邊界、組織穩(wěn)定性等直接決定合金的高溫性能和構(gòu)件的壽命的問題，以及粉末冶金高溫合金在服役中出現(xiàn)的有害相是材料及構(gòu)件在長期服役過程中易產(chǎn)生疲勞裂紋導(dǎo)致失效的主要因素之一。本發(fā)明實(shí)施例通過調(diào)整W、Mo的含量來提高固溶強(qiáng)化效果，并降低TCP相含量；調(diào)整Co的含量可提高γ’固溶溫度，有效增加合金可熱處理性、和通過熱處理優(yōu)化合金性能的可行性；增加Ta來提高γ’相穩(wěn)定性。另外，該合金調(diào)整了元素Hf、B的含量，從而提高了γ’相、MC相的穩(wěn)定性，并有效改善原始顆粒邊界(PPB)的析出；因此很好的解決了高溫長期服役的鎳基高溫合金產(chǎn)生有害相的傾向，提升了合金材料的疲勞性能的問題。本發(fā)明應(yīng)用先進(jìn)的合金設(shè)計方法，充分發(fā)揮固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化的作用，提升合金的高溫力學(xué)性能、平衡了各強(qiáng)化元素W、Mo、Nb、Al、Ti、Ta在合金中的含量，經(jīng)過篩選，設(shè)計了含Ta、中等Co含量的粉末冶金高溫鎳合金，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其各項指標(biāo)優(yōu)于典型的第二代粉末冶金高溫合金。采用本發(fā)明所設(shè)計的高溫合金，制備的物品，尤其制備燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，特別是制備其關(guān)鍵熱端部件，均具有較好的力學(xué)性能和高溫長期服役的穩(wěn)定性，以及較好的合金承溫能力。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的鎳基粉末冶金高溫鎳合金進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例按照一定的合金成分配比制備得到兩種粉末冶金高溫鎳合金140，包括合金140A和合金140B，并與現(xiàn)有的典型的第二代粉末冶金高溫合金(Rene88(DT)，U720Li，F(xiàn)GH96)進(jìn)行成分對比，對比結(jié)果，參見表1，表1為本發(fā)明實(shí)施例得到的高溫合金(合金140A和合金140B)與第二代典型粉末冶金高溫合金(Rene88(DT)，U720Li，F(xiàn)GH96)的成分對比。表1本實(shí)施例得到的高溫合金(合金140A和合金140B)與第二代典型粉末冶金高溫合金(Rene88(DT)，U720Li，F(xiàn)GH96)的成分對比(表中數(shù)字均為質(zhì)量百分比)合金140A合金140BRene88(DT)U720LiFGH96Ni余量余量余量余量余量Co1919131513Cr1414161616Al3.23.22.12.52.2Ti3.53.53.75.03.7W2.02.04.01.254.0Mo3.03.04.03.04.0Ta1.01.0000.02Nb0.50.50.75(0.7)00.8Hf0.20.2000C0.030.050.04(0.03)0.0250.03B0.0060.010.02(0.015)0.0180.01Zr0.030.030.04(0.03)0.050.04從表1可以看出，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計的合金140A和140B與第二代粉末冶金高溫合金比較具有以下特征：與Rene88相比，Al/Ti比提高，并增加了元素Co,Hf、Ta；與U720Li相比，Al/Ti比提高，并增加了元素Co,Nb、Ta和元素Hf；與國內(nèi)FGH96相比，提高元素Co的質(zhì)量，并增加了元素Al,Hf、Ta。對本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計的合金140與第二代典型的粉末冶金高溫合金進(jìn)行性能檢測。參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的140A和140B與第二代典型的粉末冶金高溫合金在850℃下的γ’強(qiáng)化相含量對比圖。由圖1可知，在850℃的高溫條件下，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計的高溫合金140A和140B，其γ’強(qiáng)化相含量高于Rene88、FGH96，和U720Li相當(dāng)。參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的合金140A和140B與第二代典型的粉末冶金高溫合金的γ’相完全溶解溫度對比圖。由圖2可知，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計的高溫合金140A和140B，其γ’相固溶溫度與U720Li相當(dāng)，比Rene88提高約40℃，比FGH96提高約30℃。這表明本發(fā)明設(shè)計的高溫合金的高溫強(qiáng)化相--γ’相的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于第二代粉末冶金高溫合金。參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的合金140A和140B與第二代典型的粉末冶金高溫合金的有害相σ相的最大摩爾含量對比圖。由圖3可知，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計的高溫合金140A和140B，其σ相可形成的總量較小，這表明，本發(fā)明設(shè)計的高溫合金對抑制和控制σ相的形成具有明一定的優(yōu)勢。參見圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的合金140A和140B的凝固區(qū)間大于第二代典型的粉末冶金高溫合金的固液相線的范圍。從上述檢測結(jié)果以及說明可以看出，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計的粉末冶金高溫鎳合金，相比原有的二代粉末冶金高溫合金。提高了高溫強(qiáng)度，提高了γ’相的穩(wěn)定性，從而提高了合金的高溫性能，并且降低了有害相的析出能力，材料的組織穩(wěn)定性也有所提高，其各項指標(biāo)優(yōu)于典型的第二代粉末冶金高溫合金。本實(shí)施例中還公開一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件，所述部件的材質(zhì)為如上述任一一種鎳基高溫合金。以上對本發(fā)明提供的一種鎳基高溫合金進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，和實(shí)施任何結(jié)合的方法。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明專利保護(hù)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實(shí)施例。如果這些其他實(shí)施例具有不是不同于權(quán)利要求文字表述的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述無實(shí)質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這些其他實(shí)施例也應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3