[发明专利]一种低密度、高组织稳定性的钴基高温合金及其制备方法

权利要求书

1.一种低密度、高组织稳定性的钴基高温合金，其特征在于合金化学成分按原子百分数为：5-11%Al，0.01-3%W，20-35%Ni，8-18%Cr，1-6%Mo，0.01-1%Si，0.01-1%B，0.01-1%C，0.01-1%Zr，0.01-1%Hf，Y或Ce或La中任选一种且含量为0.01-1%，0-2%Ta，0-4%Ti，0-4%Fe，0-4%Nb，余量为Co；

上述低密度、高组织稳定性的钴基合金，是一类γ′相强化钴基高温合金，该类合金主要依靠与基体共格的γ′-Co₃(Al,W)相来强化；

合金经固溶处理、700-900℃时效1000-3000h后仍然保持稳定的γ/γ′两相组织；

该合金与同类γ′相强化变形钴基高温合金相比，密度降低了0.2-0.5g/cm³，热加工区间与难变形镍基高温合金U720Li相比提高了100-150℃，室温硬度与U720Li合金相当。

2.如权利要求1所述低密度、高组织稳定性的钴基高温合金的制备方法，其特征在于包括中间合金熔炼和合金熔炼过程，制备步骤如下：

（1）首先熔炼Co-Mo-W-Ta-Nb中间合金，降低合金熔点，防止熔炼过程中出现高熔点合金熔化不充分的现象；同时将含量较少的合金元素，Si、B、C、Zr、Hf、Y/Ce/La，一起加入中间合金，以增加这些低含量元素的均匀性；

（2）将除Al、Ti元素以外的合金元素单质Ni、Cr、Fe与中间合金一起放入坩埚中，而将易氧化的Al、Ti元素放入料斗中，以便在熔炼过程中加入；

（3）采用真空感应炉进行熔炼，当炉内真空度低于5×10^-2Pa时，开始小功率送电加热排除原料上的附着气体，继续抽真空到1×10^-2Pa时，进行大功率快速升温到1500℃-1600℃，保温10分钟，然后降低温度至1300℃-1400℃，保温5分钟，加入料斗中的Al、Ti元素，接着立刻快速升温到1500℃-1600℃，保温10-15分钟后浇注，制备成钴基高温合金铸锭。