[发明专利]一种高抗氧化性镍基合金块体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高抗氧化性镍基合金块体材料及其制备方法。材料的各元素的质量百分比含量为：铬22.0％～23.0％,钨13.0％～16.0％，铁≤4.0％，钼≤1.5％，硼0.5％，硅1％，铝0.5％～1％，钛0.3％～0.7％，锰≤0.5％，碳≤0.1％，其它杂质含量≤0.13％，镍余量。本专利主要通过对GH3044合金中元素的调控以及制备过程中工艺参数(压力、精炼温度等)的调控，设计了一种新型的高抗氧化性镍基合金块体材料，对比GH3044合金，旨在具有良好的脱氧能力，高温抗氧化性能更佳，以及保证其强度不低于GH3044合金材料强度的85％，硬度不低于GH3044合金材料硬度的90％。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种高抗氧化性镍基合金块体材料及其制备方法。

背景技术

在航空发动机中，涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮叶片的性能水平，成为一种型号发动机先进程度的重要标志。

某型航空发动机涡轮叶片由高温镍基合金GH3044铸成，工作温度在850℃左右，经过一定的飞行周期后，由于GH3044合金在高温下抗氧化性能不佳，叶片会在工作中产生磨损或者裂纹，表面有部分剥落，导致其性能大大下降，以至于逐渐失去使用性能，必须要对其进行修复才能恢复正常使用。所以设计出一种适合于此类航空发动机叶片的高抗氧化性合金材料是至关重要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种高抗氧化性镍基合金块体材料及其制备方法。

本发明的一种高抗氧化性镍基合金块体材料，所述高抗氧化性镍基合金块体材料的各元素的质量百分比含量为：铬22.0％～23.0％,钨13.0％～16.0％，铁≤4.0％，钼≤1.5％，硼0.5％，硅1％，铝0.5％～1％，钛0.3％～0.7％，锰≤0.5％，碳≤0.1％，其它杂质含量≤0.13％，镍余量。

进一步的，各元素的质量百分比含量为：铬22.0％，钨15.0％，铁4.0％，钼1.5％，硅1％，铝0.5％，钛0.6％，锰0.5％，硼0.5％，碳0.1％，杂质含量0.13％，镍余量。

进一步的，各元素的质量百分比含量为：铬22.0％，钨15.0％，铁4.0％，钼1.5％，硅1％，铝1％，钛0.6％，锰0.5％，硼0.5％，碳0.1％，杂质含量0.13％，镍余量。

进一步的，各元素的质量百分比含量为：铬23.0％，钨15.0％，铁4.0％，钼1.5％，硅1％，铝0.5％，钛0.6％，锰0.5％，硼0.5％，碳0.1％，杂质含量0.13％，镍余量。

进一步的，各元素的质量百分比含量为：铬23.0％,钨15.0％，铁2.0％，钼1％，硅1％，铝0.5％，钛0.6％，锰0.5％，硼0.5％，碳0.1％，杂质含量0.13％，镍余量。

一种如上述的高抗氧化性镍基合金块体材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按各元素的质量百分比含量要求将纯镍、纯铁、纯石墨、纯铬、纯钨、纯钼、镍硼中间合金装入坩埚，抽真空至8～12Pa开始加热，全部熔化后，保持温度在1500～1650℃进行精炼，精炼时间为20分钟；

S2：精炼结束后，充入0.06～0.08MPa氩气，加入一定量的纯钛、纯锰、纯铝、纯硅，准备第二次原料熔化；

S3：待二次原料完全熔化后，调整温度浇铸，浇铸温度1500～1600℃；

S4：将熔融均匀后的金属液倒入模具冷却成型得高抗氧化性镍基合金块体材料。