[发明专利]一种镍钽中间合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍钽中间合金，按质量百分比计，包括：镍37.0％～42.0％，余量为钽及不可避免的杂质；镍钽中间合金由氧化亚镍、五氧化二钽、铝粉和氯酸钾为原料制备得到。制备方法为：(1)将氧化亚镍、五氧化二钽、铝粉和氯酸钾混合均匀，得到镍钽混合物料；(2)将镍钽混合物料进行铝热还原反应，得到镍钽合金液；(3)将镍钽合金液冷却，即得。本发明制得的镍钽中间合金具有较小的成分偏析，在熔炼高温合金时，有助于合金成分均匀化，减少元素烧损，且制备方法过程简单，易于控制。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，更具体的说是涉及一种镍钽中间合金及其制备方法。

背景技术

高温合金是指以铁、镍、钴为基，在高温环境下服役，并能承受严酷的机械应力及具有良好表面稳定性的一类合金。高温合金一般具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用的可靠性，因此，高温合金既是航空、航天发动机高温部件的关键材料，又是舰船、能源、石油化工等工业领域不可缺少的重要材料。

在整个高温合金领域中，镍基高温合金占有特殊的重要地位。与铁基和钴基高温合金相比，镍基高温合金具有更高的高温强度和组织稳定性，广泛应用于制作航空喷气发动机和工业燃气轮机的热端部件。镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50％)，在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金，它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的，为了满足1000℃左右高温热强性和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要求，加入了大量的强化元素，如W、Mo、Ti、Al、Ta等，以保证其优越的高温性能，其中，Ta可显著提高合金的高温抗热腐蚀能力和组织稳定性。

金属镍的熔点是1453.0℃，密度是8.90g/cm³，金属钽的熔点是2996℃，密度为16.68g/cm³，在生产高温合金时，若将金属以单质的形式直接加入则容易因熔点差、密度差而引起元素的烧损及难熔元素的成分偏析。而镍钽中间合金的熔点接近金属镍的熔点，中和了镍、钽两种金属的熔点差、密度差，以镍钽中间合金熔炼高温合金时，元素烧损率低、所炼高温合金成分均匀、无偏析。

但是金属钽的价格昂贵、不适合批量生产，同时熔炼温度高，制备工艺复杂，导致工业生产过程中对设备的要求高，进而增加生产成本。

因此，如何开发一种镍钽中间合金以提高镍基高温合金的综合性能是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镍钽中间合金及其制备方法，以提高镍基高温合金的综合性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种镍钽中间合金，按质量百分比计，包括：镍37.0％～42.0％，余量为钽及不可避免的杂质；上述镍钽中间合金由氧化亚镍、五氧化二钽、铝粉和氯酸钾为原料制备得到。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的镍钽中间合金在熔炼高温合金时，有助于高温合金成分均匀化，防止成分偏析，并优化高温合金熔炼时的配料工序，能够实现生产过程中的精确配料，方便了高温合金的制备。

进一步，按质量百分比计，本发明镍钽中间合金包括：镍38.0％～41.0％，余量为钽及不可避免的杂质。

进一步，按质量百分比计，本发明镍钽中间合金包括：镍39.0％～40.0％，余量为钽及不可避免的杂质。

进一步，按质量百分比计，本发明镍钽中间合金包括：镍39.5％，余量为钽及不可避免的杂质。

进一步，按质量百分比计，上述不可避免的杂质为：Al≤2％，Fe≤0.1％，C≤0.05％，Mo≤0.1％，Nb≤0.1％，Pb≤0.005％，S≤0.1％，Si≤0.1％，Sb≤0.1％，O≤0.1％，N≤0.05％。