[发明专利]一种镍铝铬钼铁共晶合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍铝铬钼铁共晶合金，其组成按照原子百分比为NiAl‑28Cr‑6Mo‑xFe，其中Ni、Al等原子比，0＜x≤10at％。本发明还公开了该镍铝铬钼铁共晶合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照合金的原子百分比的成分称取原料；步骤2，对步骤1中称取的原料进行前处理；步骤3，对Al和Cr的补偿量进行计算并称量相应原料；步骤4，熔炼，制备镍铝铬钼铁共晶合金。本发明确定出的镍铝铬钼铁共晶系合金的成分范围，制备的镍铝铬钼铁共晶合金力学性能显著提高，明显的改善了合金的室温断裂韧性和延展性。

技术领域

本发明属于镍铝基共晶合金及其制备技术领域，涉及一种镍铝铬钼铁共晶合金，本发明还涉及该镍铝铬钼铁共晶合金的制备方法。

背景技术

金属间化合物NiAl因为密度低，熔点高，导热性良好和优异的抗氧化性能等优点，有望取代Ni基高温合金成为较为理想的高温结构材料。然而，其较低的室温断裂韧性和较差的高温强度限制了它的应用。多所高校或研究机构以合金化(Cr,Mo,V,Nb,Ta)的方式向NiAl合金中引入第二相，形成了NiAl-Cr和NiAl-Mo棒状共晶合金以及NiAl-Cr(Mo)、NiAl-V、NiAl-Nb和NiAl-Ta层片共晶合金。

NiAl-Cr(Mo)共晶合金因为密度低，熔点高，导热性良好和优异的抗氧化性能等优点，有望取代Ni基高温合金成为较为理想的高温结构材料，但NiAl-Cr(Mo)共晶合金的强度仍然不能满足于高温合金应用方面的要求，而且室温延展性还不够。通常人们通过合金化对其进行强化和塑化，例如最近研究的NiAl-Cr(Mo)-Hf合金具有较高的强度。尽管在该合金中，Hf能明显提高其高温强度，但Hf的存在导致界面上出现了Hf的固溶体相或Heusler相，降低了室温断裂韧性，同时，合金的延展性也存在一定的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍铝铬钼铁共晶合金，确定出的镍铝铬钼铁共晶系合金的成分范围，制备的镍铝铬钼铁共晶合金力学性能显著提高，明显的改善了合金的室温断裂韧性和延展性。

本发明所采用的技术方案是，一种镍铝铬钼铁共晶合金，其组成按照原子百分比为NiAl-28Cr-6Mo-xFe，其中Ni、Al等原子比，0＜x≤10at％。

本发明的另一目的是，提供该镍铝铬钼铁共晶合金的制备方法。

本发明的另一技术方案是，一种镍铝铬钼铁共晶合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照合金的原子百分比的成分称取原料；

步骤2，对步骤1中称取的原料进行前处理；

步骤3，对Al和Cr的补偿量进行计算并称量相应原料；

步骤4，熔炼，制备镍铝铬钼铁共晶合金。

本发明的特点还在于，

所述的步骤1具体为，按照NiAl-28Cr-6Mo-xFe的原子百分比称取Ni块、Al棒、Cr片、Mo丝和Fe棒；0＜x≤10at％；其中Ni、Al等原子比。

所述的Ni块纯度为99.9～99.96wt％，Al棒纯度为99.9～99.99wt％，Cr片的纯度为99.7～99.9wt％，Mo丝的纯度为99.9～99.95wt％，Fe棒的纯度为99.9～99.96wt％。

所述的步骤2具体方法为，对Mo丝、Ni块和Fe棒进行打磨，并对Al棒进行酸洗以去掉原材料表面的氧化皮，其中酸洗液按照浓HCl和H₂O体积比0.9～1.1:1进行配比。

所述的步骤3中Al和Cr的补偿量计算具体为，对Al质量补偿2.9～3.1wt％，Cr质量需补偿0.45～0.55wt％。

所述的步骤4具体方法为：