[发明专利]铝、钴、镍和钛的FCC材料以及由其制成的产品

说明书

本发明题为“铝、钴、镍和钛的FCC材料以及由其制成的产品”。本公开涉及包含Al、Co、Ni和Ti的新型材料。所述新型材料可实现直接低于所述材料的固相线温度的面心立方(fcc)固溶体结构的单相区。所述新型材料可包括至少一个沉淀相并具有至少1100℃的固溶相线温度。所述新型材料可包含2.1重量％至8.4重量％的Al、4.7重量％至60.6重量％的Co、29.6重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。在一个实施方案中，所述沉淀物选自L1₂相、B2相、Ni₃Ti相以及它们的组合。所述新型合金可实现改善的高温特性。

背景技术

INCONEL 625是基于镍的合金，该基于镍的合金具有61重量％的Ni、21.5重量％的Cr、9重量％的Mo和3.6重量％的(Nb+Ta)的标定成分。INCONEL 625具有从低温至980℃的高强度和韧性、良好的抗氧化性、抗疲劳强度和耐腐蚀性。

发明内容

概括地说，本专利申请涉及新型镍-钴-铝-钛材料(“新型材料”)，该材料具有直接低于材料的固相线温度的面心立方(fcc)固溶体结构的单相区。该新型材料可包括至少一个沉淀相并具有至少1100℃的固溶相线温度。固溶相线温度为升高的温度下材料的强度和热稳定性的指示。一般来说，固溶相线温度越高，升高的温度下的强度和热稳定性就越高。新型材料可包含2.1重量％至8.4重量％的Al、4.7重量％至60.6重量％的Co、29.6重量％至89.3重量％的Ni和3.9重量％至9.4重量％的Ti。在一个实施方案中，沉淀物选自L1₂相、B2相、Ni₃Ti相以及它们的组合。沉淀相可通过固相转变过程形成。在一种具体方法中，新型材料可包含2.4重量％至7.6重量％的Al、5.2重量％至55.1重量％的Co、32.9重量％至88.1重量％的Ni和4.3重量％至8.6重量％的Ti，允许包含可选的附带元素和不可避免的杂质。下文详细描述了与新型材料相关的其他方面、方法和实施方案。

附图说明

图1为bcc、fcc和hcp晶胞的示意图。

图2a为四元组成图，该四元组成图以实心圆圈显示了本发明合金的非限制性示例。

图2b为一组二元组成图，该二元组成图以实心圆圈显示了本发明合金的非限制性示例。

图3为生产新型材料的方法的一个实施方案的流程图。

图4为获得具有fcc固溶体结构的锻造产品的方法的一个实施方案的流程图，该固溶体结构中具有一种或多种沉淀物。

具体实施方式

如上所述，本专利申请涉及新型镍-钴-铝-钛材料(“新型材料”)，该材料具有直接低于材料的固相线温度的面心立方(fcc)固溶体结构的单相区。如本领域的技术人员所知，并且如图1所示，面心立方(fcc)晶胞在立方体的八个角中的每一个上都具有原子，并且在该立方体的每个面上都具有一个原子。每个角原子都是另一个立方体的角，因此角原子在八个晶胞中共享，而面原子与两个晶胞共享。

由于本文所述的独特组合物，新型材料可实现直接低于材料的固相线温度的fcc固溶体结构的单相区。该新型材料还可具有高液相线温度和窄的平衡冷冻范围(例如，用于在凝固期间限制显微偏析)，使其适合通过传统的铸锭加工以及粉末冶金、成型铸造、增材制造以及它们的组合(混合加工)来生产。新型材料可用于高温应用中。