[发明专利]一种高温合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温合金，以质量百分比计，其原料及配比如下：Cr：10.1～12.5％、Ti：4.6～5.8％、Co：7.0～9.0％、Mo：2.0～2.25％、W：7.0～9.0％、Al：6.25～6.75％、Zr：≤0.03％、Fe：≤1.0％、C：0.13～0.17％、B：0.02～0.03％、Mn：≤0.2％、Si：≤0.2％、Ta：3.25～3.75％、Ni：余量。本发明还公开了一种高温合金的制备方法。属于高温合金技术领域。本发明工艺制备下获得的一种高温合金与同类型材料相比具备较高的高温持久寿命和优异的抗热裂性能的优点，大大的改善了高温合金热裂问题。

技术领域

本发明涉及一种高温合金及其制备方法，属于高温合金技术领域。

背景技术

现代燃气涡轮发动机有50％以上的材料所采用的是高温合金，但是我国涡轮材料的发展相对欧美等发达国家落后较多。随着增压器技术的发展，涡轮材料也在不断更新换代。1988年以前，柴油机增压器涡轮普遍采用20Cr3MoV(A)材料，该材料仅适用于低速(40000r/min左右)较大型的增压器。随着增压器转速越来越高、体积越来越小，柴油机排气温度逐渐达到750℃以上，该材料已不能满足增压器的使用要求。随后更换为铁基高温合金，几年后又更新为镍基高温合金，成为国内目前一般车用和船用增压器涡轮的主要选材。

镍基高温合金因具有足够的热强性、热稳定性和良好的抗机械疲劳、热疲劳性能等优点，长期以来被大量用于制作汽车增压器涡轮。由于铸造高温合金的结晶温度范围大，若其线收缩率大，其热裂倾向也较大。增压涡轮结构复杂，叶片和轴部截面尺寸相差极大，叶梢最薄处甚至仅有0.3mm，因此采用熔模铸造方法浇注涡轮时，叶片极易产生热裂，造成其工业应用中出现报废率高、成品率低的现象，因此期望开发出一种具有抗热裂性能优异，高温抗氧化性能良好的新型高温合金来解决上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种高温合金，该高温合金抗热裂性能优异，高温抗氧化性能良好，利用该合金制备的汽车增压器涡轮及其叶片成品率高，不易产生热裂。

本发明还提供一种高温合金的制备方法，本发明工艺制备下获得的高温合金与同类型材料相比，具备较高的高温持久寿命和优异的抗热裂性能的优点，大大的改善了高温合金热裂问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高温合金，以质量百分比计，其原料及配比如下：Cr：10.1～12.5％、Ti：4.6～5.8％、Co：7.0～9.0％、Mo：2.0～2.25％、W：7.0～9.0％、Al：6.25～6.75％、Zr：≤0.03％、Fe：≤1.0％、C：0.13～0.17％、B：0.02～0.03％、Mn：≤0.2％、Si：≤0.2％、Ta：3.25～3.75％、Ni：余量。

一种高温合金的制备方法，具体步骤如下：

S1，配料：按上述比例配料秤重；

S2，母合金熔炼：将S1称重好的Cr、Co、Mo、W、Zr、Fe、C、Mn、Si、Ta和Ni元素置于坩埚中进行真空感应熔炼，待添加元素完全化清后，开启搅拌并继续熔炼25～39min；随后停止加热5～30s，再向熔体中加入Al、B和Ti元素并继续加热10～20min，随后停止加热，让液态合金随炉冷却，待合金熔体温度达到1600～1700℃时向锭模中进行浇注形成母合金锭；

S3，蜡模模具准备：采用铸件的蜡模模具压制出所需要的铸件腊模，随后在铸件腊模表面涂敷1～4mm厚的陶瓷浆料，然后在脱蜡釜中采用高温高压水蒸气将腊模脱除，最后将脱除腊模的陶瓷在1400～1850℃下焙烧5～7h后制成陶瓷壳型；