[发明专利]一种耐高温合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料制备技术领域，具体涉及一种耐高温合金材料及制备方法。

背景技术

高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性；基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度较高，是广泛应用于石油、化工、舰船的一种重要材料，按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金，铁基高温合金使用温度一般只能达到750～780℃，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金。镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造各种工业燃气轮机最热端部件，若以150MPA-100H持久强度为标准，而目前镍合金所能承受的最高温度大于1100℃，而镍合金约为950℃，铁基的合金小于850℃,即镍基合金相应地高出150℃-250℃左右。

发明内容

一种耐高温合金材料及制备方法，其中合金材料包括以下质量百分比的成：C:0.12％-0.18％，Cr:10.5％-11.5％，Co:5％-5.5％，Y:4％-4.5％，Re:5％-5.3％，Al:5.4％-5.6％，Ti:2.5％-2.6％，Mn:0.1％-0.3％，Zr:0.05％-0.08％，Fe:1.5％-2.5％，余量为Ni。

加入Y可防止Al2O3层从金属结合层的表面分离。然而，如果加入Y的量太大，会使耐高温腐蚀合金变脆，降低了抗热震性。

Re具有增加上述Al2O3层(在使用耐高温腐蚀合金制成的金属结合层表面形成)密度的作用，以改善耐高温腐蚀合金的抗腐蚀性。

一种耐高温合金材料主要制备步骤和工艺流程如下：

(1)原料制备：根据耐高温性能具体要求，按照质量百分比比例配置上述原料粉末；

(2)前期准备：对坩埚、浇铸模具、流槽等进行清理，保证其清洁度，然后分别对模具和流槽进行烘烤，其中烘烤温度为500-800℃，烘烤时间为1-2h，将烘烤过干燥的不易挥发且熔点高的原料C、Cr、Co、Re先加入坩埚中，然后将Al、Ti、Mn、Fe、放在第一加料室，将Y、Zr、Ni放在第二加料室；

(3)熔炼：原料添加完毕后，对真空炉进行抽真空处理，其中真空度不大于8Pa，然后升温熔炼，通过阶梯式升温，直至将坩埚内的原料全部熔化，将温度控制在1520-1610℃，保温10-20min进行精炼，将第一加料室内的原料加入坩埚内，搅拌；加入第二加料室内的原料，搅拌，全部原料熔化后及进行化学成分分析、调整至符合要求；

(4)铸造处理：将温度提升至1480-1520℃，真空度控制在5-8Pa，进行5-10min的搅拌，将熔液通过流槽流入模具中进行浇铸处理，在1200-1250℃进行空冷固溶处理，时间控制在2-4h，待其冷凝成固态后，将合金从模具中取出；

(5)热处理：将合金在900-950℃进行热处理，时间控制在15-20h，然后将温度升至960-1020℃，保温3-6h即可。

本发明的有益之处在于：本发明所述的耐高温合金材料不仅能够耐高温，同时还具有优良的抗氧化性和延展性的耐高温腐蚀的合金的组合物。

具体实施方式

实施例1

一种耐高温合金材料及制备方法，其中合金材料包括以下质量百分比的成：C:0.18％，Cr:10.5％，Co:5.5％，Y:4％，Re:5.3％，Al:5.6％，Ti:2.5％，Mn:0.3％，Zr:0.05％，Fe:2.5％，余量为Ni。

一种耐高温合金材料主要制备步骤和工艺流程如下：

(1)原料制备：根据耐高温性能具体要求，按照质量百分比比例配置上述原料粉末；

(2)前期准备：对坩埚、浇铸模具、流槽等进行清理，保证其清洁度，然后分别对模具和流槽进行烘烤，其中烘烤温度为800℃，烘烤时间为1-2h，将烘烤过干燥的不易挥发且熔点高的原料C、Cr、Co、Re先加入坩埚中，然后将Al、Ti、Mn、Fe、放在第一加料室，将Y、Zr、Ni放在第二加料室；

(3)熔炼：原料添加完毕后，对真空炉进行抽真空处理，其中真空度不大于8Pa，然后升温熔炼，通过阶梯式升温，直至将坩埚内的原料全部熔化，将温度控制在1520℃，保温10min进行精炼，将第一加料室内的原料加入坩埚内，搅拌；加入第二加料室内的原料，搅拌，全部原料熔化后及进行化学成分分析、调整至符合要求；