[发明专利]一种Cr改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金及其制备方法

权利要求书

1.一种Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金，其特征在于：所述的Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金按照重量百分比为：5～10.5wt％的Al，7～20wt％的Mo，0.0005～7wt％的Cr，0.0005～6wt％的Re，其余为Ni；所述的改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金铸态由γ′-Ni₃Al和γ-Ni以及少量的Y-NiMo相组成。

2.根据权利要求1所述的一种Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金，其特征在于：所述的Cr的重量百分含量为2～6wt％的Cr。

3.根据权利要求1所述的一种Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金，其特征在于：所述的Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金的密度为7.7～8.0g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金，其特征在于：所述的Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金在1100℃达到完全抗氧化级或抗氧化级，在1150℃下抗氧化性达到抗氧化级或次抗氧化级。

5.根据权利要求1、2、3或4任意一项所述的一种Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金，其特征在于：所述的Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶合金中含有一种以上的Dy、Y或Hf，成分按重量百分比为0.05～0.5wt％的Dy，0.1～1wt％的Y，0.05～0.5wt％的Hf。

6.一种Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶合金的制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一：称取原材料：

将待制备的Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金按照重量百分比进行称取，将称取后的原材料用丙酮清洗及烘干，然后加入至真空电弧熔炼炉坩埚内，并开启真空电弧熔炼炉；

步骤二：熔炼制备母合金：

采用真空电弧熔炼母合金，电弧炉的气体压力达到1×10^-3～5×10^-3 Pa的真空条件后，通入Ar气至气体压力达到0.05～1MPa，将电弧枪对准样品，引弧并点燃电弧，逐渐增大电流至1200～1250A，熔炼温度为2500～3000℃，待合金完全熔化后，减小熔炼电流至200～220A，升起电弧枪，熄灭电弧；样品冷却后，利用机械手翻转样品后，重复上述引弧熔炼3～6次，使原材料熔炼均匀，得到母合金；

用线切割方法在母合金上切出直径为15～20mm，长度小于等于200mm的圆柱试棒，将该圆柱试棒表面打磨抛光处理后清洗烘干，得到Cr改性的高Mo的Ni₃Al基多晶合金试棒；

步骤三：制备不含Cr的Ni₃Al基合金籽晶：

在普通不含Cr的Ni₃Al基单晶合金原料上线切割出直径为6～12mm，长度为30～60mm的圆柱试棒，表面经打磨抛光处理后得到籽晶，将该籽晶用氧化铝料浆封入陶瓷模壳中，保持籽晶与陶瓷模壳同轴，并处于陶瓷模壳的中心位置，放入烘干箱内，于130～150℃，保温2～4小时；

步骤四：制备液态金属冷却介质：

在定向单晶炉的托盘底座上面安装液态金属冷却罐，并密封，冷却罐内放入液态金属冷却介质；

步骤五：定向单晶炉制备Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶合金：

将Cr改性的高Mo的Ni₃Al基多晶合金试棒垂直放入带有不含Cr的Ni₃Al基单晶合金籽晶的陶瓷模壳中，再将陶瓷模壳放入定向单晶炉中；将定向单晶炉的真空抽至0.1～0.5Pa，调节定向单晶炉内温度至1600℃～1650℃，保温5～10分钟，待Cr改性的高Mo的Ni₃Al基多晶合金试棒和不含Cr的Ni₃Al基单晶合金籽晶完全熔化，使陶瓷模壳、融化的Cr改性的高Mo的Ni₃Al基多晶合金试棒和不含Cr的Ni₃Al基单晶合金籽晶以2～10mm/min的拉晶速率向下移动进入液态金属冷却罐中；当达到拉晶时间后，拉晶结束，随炉冷却至室温后取出，得到Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金；

步骤五：后期热处理：

将制备后的Ni₃Al基单晶高温合金取出放入高温热处理炉中，在1320～1340℃下保温10～20小时后风冷至室温，得到Cr改性的高Mo的Ni₃Al基单晶高温合金。