技术摘要：
本发明公开了一种镍基高温合金及其制备方法，具体涉及高温合金领域，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:2wt％‑3.2wt％、钨W:4.8wt％‑5wt％、钼Mo:0.2wt％‑0.6wt％、钴Co:2.8wt％‑4wt％、硅Si:0.5wt％‑0.9wt％、铁Fe:12wt％‑13.6wt％、铝A1:5.3wt％‑6.4wt％ 全部
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，已成为衡量一个国家材料发展水平的重要标志之一。在整个高温合金 领域中，镍基高温合金占有特殊重要的地位。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。现代燃气涡轮发动机有50％以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用 量在发动机材料中约占40％。镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高 温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金 中许多冶金工作者最感兴趣的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域950-1050℃下工 作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。 镍基高温合金指的是以镍为基体(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。虽然现有的镍基合金的抗热腐 蚀性能较佳，但随着各行业对耐高温合金的耐高温要求越来越高，现有技术中镍基高温合 金无法满足使用需求，需要制备耐更高温度的镍基高温合金来满足使用需求。
技术实现要素：
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种镍基高温合金及其制备 方法，本发明所要解决的技术问题是：如何制备耐更高温度的镍基高温合金来满足使用需 求。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镍基高温合金，其中各主要元素 质量百分数分别为：铬Cr:2wt％-3.2wt％、钨W:4.8wt％-5wt％、钼Mo:0.2wt％-0.6wt％、钴 Co:2 .8wt％-4wt％、硅Si:0 .5wt％-0 .9wt％、铁Fe:12wt％-13 .6wt％、铝A1:5 .3wt％- 6.4wt％、钛Ti:0.15wt％-0.3wt％、硼B:0.005wt％-0.01wt％、铌Nb:0.05wt％-0.15wt％、 钽Ta:7.2wt％-9.6wt％、铪Hf:0.15wt％-0.28wt％、铬Cr:1.8wt％-2.4wt％，余量设置为镍 Ni。 在一个优选地实施方式中，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:2wt％、钨W: 4.8wt％、钼Mo:0.2wt％、钴Co:2.8wt％、硅Si:0.5wt％、铁Fe:12wt％、铝A1:5.3wt％、钛Ti: 0.15wt％、硼B:0.005wt％、铌Nb:0.05wt％、钽Ta:7.2wt％、铪Hf:0.15wt％、铬Cr:1.8wt％， 余量设置为镍Ni。 3 CN 111575535 A 说 明 书 2/5 页 在一个优选地实施方式中，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:2.6wt％、钨 W:4.9wt％、钼Mo:0.4wt％、钴Co:3.4wt％、硅Si:0.7wt％、铁Fe:12.8wt％、铝A1:5.85wt％、 钛Ti:0 .23wt％、硼B:0 .007wt％、铌Nb:0 .1wt％、钽Ta:8 .4wt％、铪Hf:0 .21wt％、铬Cr: 2.1wt％，余量设置为镍Ni。 在一个优选地实施方式中，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:3.2wt％、钨 W:5wt％、钼Mo:0.6wt％、钴Co:4wt％、硅Si:0.9wt％、铁Fe:13.6wt％、铝A1:6.4wt％、钛Ti: 0.3wt％、硼B:0.01wt％、铌Nb:0.15wt％、钽Ta:9.6wt％、铪Hf:0.28wt％、铬Cr:2.4wt％，余 量设置为镍Ni。 本发明还包括镍基高温合金的制备方法，具体步骤如下： S1、冶炼制粉：使用真空自耗炉采用真空感应冶炼的方式进行炼气雾化法制备高 温合金粉末； S2、锻造铸型：提高空感应炉内温度，对步骤S1制得的合金粉末采用锻造、轧制工 艺熔炼，保证合金成分冶炼时气体的控制量和杂质含量，并用真空重熔-精密铸造法制成零 件胚件，铸造变形的目的是为了破碎铸造组织，优化微观组织结构； S3、热处理：将步骤S2制得的零件胚件进行固溶处理、中间处理和时效处理，以获 得所要求的组织状态和良好的综合性能； S4、表面处理：通过强激光诱导的冲击波在金属表层引入残余压应力，进行表面改 性，通过强激光诱导的冲击波在金属表层引入残余压应力，从而抑制疲劳裂纹的萌生和发 展，从而提高疲劳寿命增益系数。 在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中固溶处理温度设置为1150-1200℃，处理 时长设置为1.5-2.5h，再自然冷却至室温。 在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中中间处理温度设置为1050-1100℃，处理 时长设置为3-5h，再自然冷却至室温。 在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中时效处理包括一次时效处理和二次时效 处理，所述一次时效处理温度设置为820-860℃，处理时长设置为24h，再自然冷却至室温， 所述二次时效处理温度设置为750-770℃，处理时长设置为15-17h，再自然冷却至室温。 本发明的技术效果和优点： 本发明通过镍基合金中溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；形成共 格有序的A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得 比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更 好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力，从而提高制得的镍基高温合金的整体特性，从而提高了镍 基合金的工作温度，更能满足现有行业对镍基合金的使用要求。
本发明公开了一种镍基高温合金及其制备方法，具体涉及高温合金领域，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:2wt％‑3.2wt％、钨W:4.8wt％‑5wt％、钼Mo:0.2wt％‑0.6wt％、钴Co:2.8wt％‑4wt％、硅Si:0.5wt％‑0.9wt％、铁Fe:12wt％‑13.6wt％、铝A1:5.3wt％‑6.4wt％ 全部
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，已成为衡量一个国家材料发展水平的重要标志之一。在整个高温合金 领域中，镍基高温合金占有特殊重要的地位。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。现代燃气涡轮发动机有50％以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用 量在发动机材料中约占40％。镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高 温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金 中许多冶金工作者最感兴趣的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域950-1050℃下工 作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。 镍基高温合金指的是以镍为基体(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。虽然现有的镍基合金的抗热腐 蚀性能较佳，但随着各行业对耐高温合金的耐高温要求越来越高，现有技术中镍基高温合 金无法满足使用需求，需要制备耐更高温度的镍基高温合金来满足使用需求。
技术实现要素：
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种镍基高温合金及其制备 方法，本发明所要解决的技术问题是：如何制备耐更高温度的镍基高温合金来满足使用需 求。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镍基高温合金，其中各主要元素 质量百分数分别为：铬Cr:2wt％-3.2wt％、钨W:4.8wt％-5wt％、钼Mo:0.2wt％-0.6wt％、钴 Co:2 .8wt％-4wt％、硅Si:0 .5wt％-0 .9wt％、铁Fe:12wt％-13 .6wt％、铝A1:5 .3wt％- 6.4wt％、钛Ti:0.15wt％-0.3wt％、硼B:0.005wt％-0.01wt％、铌Nb:0.05wt％-0.15wt％、 钽Ta:7.2wt％-9.6wt％、铪Hf:0.15wt％-0.28wt％、铬Cr:1.8wt％-2.4wt％，余量设置为镍 Ni。 在一个优选地实施方式中，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:2wt％、钨W: 4.8wt％、钼Mo:0.2wt％、钴Co:2.8wt％、硅Si:0.5wt％、铁Fe:12wt％、铝A1:5.3wt％、钛Ti: 0.15wt％、硼B:0.005wt％、铌Nb:0.05wt％、钽Ta:7.2wt％、铪Hf:0.15wt％、铬Cr:1.8wt％， 余量设置为镍Ni。 3 CN 111575535 A 说 明 书 2/5 页 在一个优选地实施方式中，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:2.6wt％、钨 W:4.9wt％、钼Mo:0.4wt％、钴Co:3.4wt％、硅Si:0.7wt％、铁Fe:12.8wt％、铝A1:5.85wt％、 钛Ti:0 .23wt％、硼B:0 .007wt％、铌Nb:0 .1wt％、钽Ta:8 .4wt％、铪Hf:0 .21wt％、铬Cr: 2.1wt％，余量设置为镍Ni。 在一个优选地实施方式中，其中各主要元素质量百分数分别为：铬Cr:3.2wt％、钨 W:5wt％、钼Mo:0.6wt％、钴Co:4wt％、硅Si:0.9wt％、铁Fe:13.6wt％、铝A1:6.4wt％、钛Ti: 0.3wt％、硼B:0.01wt％、铌Nb:0.15wt％、钽Ta:9.6wt％、铪Hf:0.28wt％、铬Cr:2.4wt％，余 量设置为镍Ni。 本发明还包括镍基高温合金的制备方法，具体步骤如下： S1、冶炼制粉：使用真空自耗炉采用真空感应冶炼的方式进行炼气雾化法制备高 温合金粉末； S2、锻造铸型：提高空感应炉内温度，对步骤S1制得的合金粉末采用锻造、轧制工 艺熔炼，保证合金成分冶炼时气体的控制量和杂质含量，并用真空重熔-精密铸造法制成零 件胚件，铸造变形的目的是为了破碎铸造组织，优化微观组织结构； S3、热处理：将步骤S2制得的零件胚件进行固溶处理、中间处理和时效处理，以获 得所要求的组织状态和良好的综合性能； S4、表面处理：通过强激光诱导的冲击波在金属表层引入残余压应力，进行表面改 性，通过强激光诱导的冲击波在金属表层引入残余压应力，从而抑制疲劳裂纹的萌生和发 展，从而提高疲劳寿命增益系数。 在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中固溶处理温度设置为1150-1200℃，处理 时长设置为1.5-2.5h，再自然冷却至室温。 在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中中间处理温度设置为1050-1100℃，处理 时长设置为3-5h，再自然冷却至室温。 在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中时效处理包括一次时效处理和二次时效 处理，所述一次时效处理温度设置为820-860℃，处理时长设置为24h，再自然冷却至室温， 所述二次时效处理温度设置为750-770℃，处理时长设置为15-17h，再自然冷却至室温。 本发明的技术效果和优点： 本发明通过镍基合金中溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；形成共 格有序的A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得 比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更 好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力，从而提高制得的镍基高温合金的整体特性，从而提高了镍 基合金的工作温度，更能满足现有行业对镍基合金的使用要求。
