[发明专利]一种组织稳定性好、易加工的镍钴基高温合金

说明书

技术领域

本发明属于镍基高温合金领域，具体为一种组织稳定性好(无Ni₃Ti相析出)、易加工的镍钴基高温合金，该合金可以用铸造+锻造(C&W)工艺和粉末冶金工艺进行加工，主要适用于高温下(750℃)承受高应力的零部件，如航空发动机中的涡轮盘和叶片材料。

背景技术

随着发动机性能的不断改进，涡轮部件的工作温度和应力也越来越高，对涡轮盘材料的承温要求也越来越高。从目前的研究进展看，采用成本低廉的制造技术来发展使用温度更高、裂纹扩展速率低、强度高、工艺性能好的涡轮盘合金将是未来数十年国际上的发展方向。一般来讲，典型的涡轮盘合金含有0-20wt.％Co和0-5wt.％Ti，其加工工艺主要有铸造+锻造(C&W)工艺和粉末冶金(P/M)工艺两种。

最近下列文献中(文献1：C.Y.Cui，Y.Gu，H.Harada and A.Sato，Microstructure and yield strength of Udimet 720Li alloyed with Co-16.9wt.％Ti，Metallurgical and Materials Transactions A，2005，36(1)p.2921；文献2：Y.Gu，H.Harada，C.Cui，D.Ping，A.Sato and J.Fujioka，New Ni-Co base disk superalloys with higher strength and creep resistance，Scripta Materialia，2006，55(9)，p.815；文献3：日本专利WO2006/059805)，提出了一种新的涡轮盘合金设计观点：在具有γ/γ′结构的镍基盘合金基础上(例如U720LI，RR1000，ME3，IN718)加入适量具有γ/γ′结构Co-Ti合金，发展成为一种新合金TMW。TMW合金中的钴含量为22-31wt.％，钛含量为5.1-7.4wt.％，它们的含量均高于现在使用的涡轮盘合金。新发展的TMW合金可以通过传统的铸造+锻造工艺进行加工。

由于TMW合金中含有大量易形成η相的钛元素，TMW合金中往往会发现η相。η相主要是以片层状或块状的形式存在于TMW合金中，形成的η相会降低合金的热加工性能。因此，如何消除TMW合金中的η相是充分发挥这种合金性能潜力的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组织稳定性好(无Ni₃Ti相析出)、易加工的含Ru镍钴基高温合金，在保证合金高承温能力的情况下，使本发明合金的组织稳定性(无Ni₃Ti相析出)和可加工性有明显提高。

本发明的技术方案是：

一种组织稳定性好、易加工的镍钴基高温合金，可以为如下之一：

(1)按重量百分比计，其化学成分为：Ru 0.1～10％，Co 22～35％，Cr 10～20％，Ta 0.10～5％，W 0.10～5％，Mo 0.10～5％，Ti 3～10％，Al0.2～5％，Zr 0.01～0.10％，V0.10～1％，Nb0.10～5％，Hf 0.1～2％，C 0.005～0.15％，Fe 0～2％，Mg 0.01～0.1％，Mn0.05～0.50％，B 0.005～0.1％，余量为Ni。

(2)按重量百分比计，其化学成分为：Ru 0.1～5％，Co 22～30％，Cr 12～18％，Ta0.10～5％，W 0.10～5％，Mo 0.10～5％，Ti 3～10％，Al0.2～5％，Zr 0.01～0.10％，V0.10～1％，Nb0.10～3％，Hf 0.1～1％，C 0.005～0.15％，Fe 0～2％，Mg 0.01～0.1％，Mn0.05～0.50％，B 0.005～0.1％，余量为Ni。

(3)按重量百分比计，其化学成分为：Ru 0.1～5％，Co 22～28％，Cr 12～17％，Ta0.10～3％，W 0.10～4％，Mo 0.10～4％，Ti 3～7％，Al 0.2～5％，Zr 0.01～0.10％，V0.10～1％，Nb0.10～2％，Hf 0.1～0.5％，C 0.005～0.15％，Fe 0.1～2％，Mg 0.01～0.1％，Mn 0.05～0.50％，B 0.005～0.1％，余量为Ni。