[发明专利]一种金属间化合物增强型低膨胀合金及制备方法

说明书

一种金属间化合物增强型低膨胀合金及制备方法，属于膨胀合金技术领域。合金成分重量百分数为Ni：32.0～38.0，Co：4.0～7.0，Ti：0.5‑3.5，Nb：0.5‑3.5，Si：0.30～0.60，Mn：0.2～0.5，C≤0.05，P＜0.015，S＜0.015，余量为Fe。优点在于，在‑60℃～100℃的温度范围内易加工、低膨胀，强度高于1000MPa，膨胀系数α≤3.0×10^‑6/℃。

技术领域

本发明属于膨胀合金技术领域，特别是提供了一种金属间化合物增强型低膨胀合金及制备方法，在-60℃～100℃的温度范围具有较高的强度以及较低的膨胀系数。

背景技术

低膨胀合金自19世纪末发明以来，在精密仪器仪表、导航、能源运输等领域发挥了重要作用。进入21世纪之后，随着科学技术的飞速发展，航天遥感器、精密激光、光学测量系统等领域对低膨胀合金提出了更高的要求，首先膨胀系数低，其次强度要高。低膨胀合金对成分较为敏感，合金元素的加入会不可避免的增加合金的膨胀系数，因此低膨胀合金难以通过固溶强化方式，在保持低膨胀系数的前提下，提高强度。添加C及碳化物形成元素Mo，V，Cr等，并通过后续的冷加工硬化，可获得强度高于1000MPa的低膨胀合金，如日本专利昭58-77525A、昭55-131155、昭55-122855、昭55-119156A、平311548A、平6-346193A，但以上合金均须经冷变形后使用。中国专利02131205.2发明了高碳型碳化物增强低膨胀合金结构钢，可以通过铸造的方式制备，但是膨胀系数较高(α_20～100≥5.5×10^-6/℃)，此外由于合金碳含量较高，合金在凝固过程中易于形成粗大一次碳化物，恶化合金塑性。GH903、GH907、GH909高温低膨胀合金，为了提高使用温度，在合金中加入较多的Co，其强度高，但是膨胀系数也较高α_{室温～400℃}≤8.2×10^-6/℃。目前，在-60℃～100℃的温度范围内，缺少一种强度高于1000MPa，膨胀系数α≤3.0×10^-6/℃的易制备高强低膨胀合金。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属间化合物增强型低膨胀合金及制备方法，是低膨胀合金的基础上，通过合金元素的优化，在-60℃～100℃的温度范围内，获得一种易加工金属间化合物增强型低膨胀合金，强度高于1000MPa，膨胀系数α≤3.0×10^-6/℃。

目前FeNiCo系合金膨胀系数α_20～100可小于1×10^-6/℃，但其强度低(小于510MPa)，通过向其中添加Ti、Nb等适量金属间化合物形成元素，合金经通过熔炼-锻造-热处理后，在-60℃～100℃的温度范围内，获得一种高强度、低膨胀合金。

1、本发明所涉及的合金成分见表1.

表1金属间化合物增强型低膨胀合金成分要求