[发明专利]镍基合金

说明书

技术领域

 本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种镍基合金。

背景技术

目前，国内各个行业的高温转化设备或高温处理设备中，需要大量的耐高温合金部件，这些耐高温合金部件在高温装置中至关重要，都需要经受长期的高温燃烧和各种气氛的侵蚀，工作环境恶劣，部件损坏快、更换频率高，既影响装置的正常生产又增加了生产成本。现有技术中通常采用牌号为   ZG40Cr25Ni20Si2的耐热钢制造高温合金部件，但是，耐热钢在长时间使用后，容易出现开裂、氧化、变形等缺陷，高温合金部件的使用寿命短，更换频率高，导致高温合金部件的可靠性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种镍基合金，解决现有技术中高温合金部件的可靠性较低的缺陷，实现通过镍基合金制造高温合金部件，提高了高温合金部件的可靠性。

本发明提供一种镍基合金，包括以下重量百分比的组分：77%-82%的镍；17%-22%的铬；不高于0.3%的铈；余量的铁和不可避免的杂质。

本发明提供的镍基合金，通过提高合金中的镍和铬的含量，有利于提高合金中奥氏体的形成和纯净度，提高了合金的高温性能、抗氧化性能和抗腐蚀性能，高温蠕变持久性能明显得到提高；通过加入稀土元素铈，改善了合金基体、细化了晶粒，提高了抗氧化能力，抑制脆性的形成，保持奥氏体的稳定性，有利于提高合金的综合性能。

如上所述的镍基合金，还包括不高于0.2%的碳。

如上所述的镍基合金，还包括不高于2%的硅；不高于1.5%的锰；

如上所述的镍基合金，不可避免的杂质包括：小于0.03%的磷；小于0.03%的硫。

具体实施方式

本实施例镍基合金，包括以下重量百分比的组分：77%-82%的镍；17%-22%的铬；不高于0.3%的铈；余量的铁和不可避免的杂质。优选的，为了更有效的提高本实施例镍基合金的高温性能，本实施例镍基合金还包括不高于0.2%的碳。通过增加适量的碳，有利于提高高温合金的热强性，可形成碳化物，一方面在固溶奥氏体中起固溶强化作用；另一方面合理分布于晶界能阻止晶界滑移，同时可同合金生成间隙相强化晶界，来保证合金的高温性能。其中，本实施例镍基合金还包括不高于2%的硅；不高于1.5%的锰。不可避免的杂质包括：小于0.03%的磷；小于0.03%的硫。具体的，通过增加适量的硅和锰，使本实施例镍基合金的化学成份组成更合理，充分考虑合金的使用工作环境，提高了抗高温、抗氧化、抗蠕变等的综合性能。

例如：本实施例镍基合金可以包括以下重量百分比的组分：80%的镍；18%的铬； 0.2%的铈；0.1%的碳；0.7%的硅； 0.7%的锰；余量的铁。或者，77%的镍；20%的铬； 0.3%的铈；0.2%的碳；1.3%的硅； 1.0%的锰；余量的铁。或者，82%的镍；17%的铬； 0.25%的铈；0.10%的碳；0.3%的硅； 0.3%的锰；余量的铁。或者，77%的镍；22%的铬； 0.20%的铈；0.05%的碳；0.5%的硅； 0.2%的锰；余量的铁。

本实施例镍基合金在常温下的力学性能为：σs为300Mpa，σb为450Mpa，δ₅13%。本实施例镍基合金在1000℃的高温短时性能为：σb为130Mpa，δ₅36%。本实施例镍基合金在1050℃的高温持久性能为：应力为25Mpa，断裂时间大于100小时。

本实施例镍基合金，通过提高合金中的镍和铬的含量，有利于提高合金中奥氏体的形成和纯净度，提高了合金的高温性能、抗氧化性能和抗腐蚀性能，高温蠕变持久性能明显得到提高；通过加入稀土元素铈，改善了合金基体、细化了晶粒，提高了抗氧化能力，抑制脆性的形成，保持奥氏体的稳定性，有利于提高合金的综合性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。