[发明专利]能够析出Pt2Mo型超点阵相的Ni‑Cr‑W－Mo高温合金

说明书

技术领域

本发明涉及耐蚀镍基高温合金领域，具体为一种添加了0.7～1.7at.％范围Mo元素的能够析出Pt₂Mo型超点阵相的Ni-25Cr-6.5W-Mo(at.％)合金。

背景技术

Ni-Cr-W系高温合金是化工、能源工业领域耐高温耐高压热交换管的首选备用材料，而由于热交换管的使用寿命要求达到60年，那么对耐热结构材料的蠕变等力学性能就提出了苛刻的要求。以Ni-Cr-W合金为结构材料的熔盐堆的工作温度为500～800℃，该温度范围恰是镍基合金中超点阵的析出温度范围。大量研究结果已表明，Ni-Cr(Mo)-Mo(Cr)合金中超点阵的析出可显著提高合金的力学性能。因此，若采用特殊方法在Ni-Cr-W合金中析出超点阵相，则将对提升Ni-Cr-W系合金的服役性能有着重要的意义。

但目前为止，对Ni-Cr-W合金中超点阵的析出行为的研究，国内外鲜有报道。Chatterjee(Sudin Chatterjee,Ajit K.Roy.Mechanism of creep deformation of alloy 230based on microstructural analyses[J].Materials Science and Engineering A,2010,527:7893-7900.)报道了Haynes 230合金中的Pt₂Mo型Ni₂(Cr,W)超点阵相显著提高了其蠕变性能。但是从尺寸、形态以及衍射花样判断，专家们认为的这种所谓的Pt₂Mo型超点阵相是碳化物而并非超点阵相。陈杨(Chen Y,Hu R,Kou H CH,et al.Precipitation of nanosized DO₂₂ superlattice with high thermal stability in an Ni–Cr–W superalloy[J].Scripta Materialia,2014,76:49-52)在59.2Ni-20.8Cr-18.8W-1.2Mo(wt.％)合金中通过700℃/5～40小时时效处理，在基体中析出了稳定的DO₂₂型超点阵相，提高了合金的显微硬度。虽然该论文所涉及的合金成分中也包含了Mo元素，但是该研究并没有提及基体中有Pt₂Mo型超点阵相析出，更没有发现Mo元素及其含量与Pt₂Mo型超点阵相析出之间存在着的相关性规律。西北工业大学的胡锐(Hu R,Cheng G M,Zhang J Q,et al.First principles investigation on the stability and elastic properties of Ni₂Cr_(1-x)M_x(M＝Nb,Mo,Ta,and W)superlattices[J].Intermetallics,2013,33(2):60–66.)等人利用第一性原理的方法研究了三元体系Ni₂Cr_(1-x)M_x(M＝Nb,Mo,Ta,W)系列超点阵相和四元体系Ni₂Cr_(1-2x)W_xM_x(M＝Fe,Nb,Mo,Hf,Ta)系列超点阵相，计算了它们的形成能、结合能、弹性常数等，并分析 了电子结构和态密度。认为,难熔合金元素均能在不同程度上提高Ni₂Cr_(1-x)M_x和Ni₂Cr_(1-2x)W_xM_x超点阵基态下的稳定性，但是上述文章并没有开展具体的合金化元素及含量对超点阵相析出影响的工作，没能够确定影响性元素及其含量范围。

发明内容

为能够从Ni-Cr-W高温合金中析出Pt₂Mo型超点阵相，以提高合金的力学性能，本发明提出了一种能够析出Pt₂Mo型超点阵相的Ni-Cr-W－Mo高温合金。