[发明专利]一种高钴镍基高温合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种650℃～750℃用高钴镍基高温合金及其制备方法，属于高温合金技术领域，通过精确控制Co在高温合金中的成分范围解决了现有技术中兼顾合金性能和使用成本以提高镍基高温合金综合性能的难题。合金的组成按质量百分比为：C≤0.1％，Cr 12％～20％，Mo≤4.0％，W≤6％，Co 12.01％～25.00％，Fe≤14％，Nb 4.0％～8.0％，Al 0.6％～2.6％，Ti 0.4％～1.4％，P 0.003％～0.03％，B 0.003％～0.015％，余量为Ni；γ′相含量的质量百分比为15％～30％，η‑Ni₃Al_0.5Nb_0.5含量的质量百分比为0.5％～10.0％。镍基高温合金的制备方法包括冶炼、锻造开坯和热处理过程。上述高钴镍基高温合金及其制备方法可在650℃～750℃的温度下使用。

技术领域

本发明涉及高温合金技术领域，尤其涉及一种650℃～750℃用高钴镍基高温合金及其制备方法。

背景技术

镍基高温合金具有优异的综合力学性能、抗氧化和耐腐蚀性，是高温强度最高的一类高温合金，广泛应用于石化、核能、航空等工业领域。

现有技术中，为了进一步提高上述镍基高温合金的综合性能、使用温度、抗氧化和耐热腐蚀性，通常在上述合金中添加钴(Co)。Co的加入能够降低层错能，提高更高温合金的持久、蠕变性能，并可以改善合金热加工性能。

但是，Co的含量过高，会促进TCP有害相在合金中的析出，因此，现有的镍基高温合金无法在兼顾综合性能以及相组成的基础上，精确控制Co在高温合金中的成分范围以提高镍基高温合金的综合性能。

中国发明专利申请CN101142338A公开了一种镍基合金和直接时效热处理的方法，但是，由于其Co含量的添加量较低，无法达到综合性能较高的目的。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种高钴镍基高温合金及其制备方法，通过精确控制Co在高温合金中的成分范围解决了现有技术中兼顾合金性能和使用成本以提高镍基高温合金综合性能的难题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种高钴镍基高温合金，组成按质量百分比为：C≤0.1％，Cr 12％～20％，Mo≤4.0％，W≤6％，Co 12.01％～25.00％，Fe≤14％，Nb 4.0％～8.0％，Al 0.6％～2.6％，Ti 0.4％～1.4％，P 0.003％～0.03％，B 0.003％～0.015％，余量为Ni；高钴镍基高温合金中，γ′相含量的质量百分比为15％～30％，η-Ni₃Al_0.5Nb_0.5含量的质量百分比为0.5％～10.0％。

进一步地，组成按质量百分比为：C 0.015～0.025％，Cr 17.5％～18.5％，Mo 2.5～2.9％，W 0.8～1.5％，Co 12.01％～21％，Fe 8.0～10.0％，Nb 5.2％～5.8％，Al 1.2％～1.7％，Ti 0.5％～1.00％，P 0.004％～0.025％，B 0.003％～0.08％，余量为Ni。

进一步地，γ′相中Co的质量百分比为0.5％～2.0％；η-Ni₃Al_0.5Nb_0.5相中Co的质量百分比为0.1％～4.0％。

进一步地，在704℃条件下，高钴镍基高温合金的抗拉强度可达到1150MPa以上，屈服强度可达到970MPa以上。

本发明还提供了一种高钴镍基高温合金的制备方法，用于制备上述高钴镍基高温合金，制备方法包括如下步骤：

步骤1：采用真空感应熔炼和真空自耗重熔的冶炼工艺对高钴镍基高温合金的原料进行冶炼，得到合金锭。