[发明专利]一种高强度耐腐蚀镍基高温合金及其制造方法

说明书

本发明的一种高强度耐腐蚀镍基高温合金，其特征在于以质量百分比计算为：Co 21.5‑21.8、Cr 17.5‑17.8、Mo 6.5‑7、W 2.6‑2.8、Ta 2.1‑2.7、Al 2.1‑2.6、Ti 1.7‑2.8、Re 3.1‑3.2、Nb 2.8‑3.2、Mn 0.25‑0.3％；Si 0.2‑0.3、C 0.04‑0.08、Ru 0.1‑0.2、B 0.0005‑0.0015、Sc 0.005～0.05、Fe 6‑7、Hf 0.10～0.20、Mg 0.01～0.1，余量由Ni和不可避免的杂质构成；镍基高温合金的组织由基体γ、主要强化相为γ'、其余析出物中是少量的MC碳化物和M3B2硼化物组成，其中γ'相的粒径为60～500nm，γ'相其析出量为86‑88 vol％，该镍基高温合金在1000℃和300MPa条件下的持久寿命≥135h，在1200℃和120MPa条件下持久寿命≥120h；该镍基高温合金在900℃时瞬时拉深性能是屈服强度≥850MPa，抗拉强度≥980MPa，在1000℃时屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥900MPa。

技术领域

本发明涉及镍基高温合金技术领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀镍基高温合金，该合金适用于制造航空、航天、能源等领域使用的高温部件。

背景技术

高温合金（SuperalloScs）是指以 Fe、Ni 或 Co 为基体，能在 650～1200℃ 的高温环境下承受一定应力作用，并具有表面稳定性的高合金化奥氏体金属材料。因此，除了保证其良好的高温强度，抗氧化及耐腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性之外，高温合金还需要在各种温度下保持良好的组织稳定性和使用可靠性等综合性能。基于以上特点，高温合金在一定温度下可以保持高强度及高硬度，因此它又被称为“超合金”或“热强合金”。在整个高温合金领域中，镍基高温合金占有重要的地位。与铁基和钴基高温合金相比，镍基高温合金具有更高的高温强度和组织稳定性，被广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的热端部件材料。在目前的先进发动机上，镍基高温合金的使用量已占发动机总重量的一半以上。

随着航空发动机逐渐向大推重比、长寿命的方向发展，目前国内外先进航空发动机的推重比达到12以上。提高涡轮进口温度是实现大推力的途径之一，温度越高则对发动机的涡轮盘等热端部件的性能特别是高温性能要求越高，传统变形高温合金已无法满足使用需求。因此具有更高耐高温高强度能力，优越的抗蠕变性能以及良好的抗氧化抗腐蚀性能的镍基高温合金一直是研究的重点。

发明内容

本发明鉴于这样的状况而形成，目的在于提供一种具有更高耐高温高强度能力，优越的抗蠕变性能以及良好的抗氧化抗腐蚀性能的镍基高温合金。

一种高强度耐腐蚀镍基高温合金，其特征在于以质量百分比计算为：Co 21.5-21.8、Cr 17.5-17.8、Mo 6.5-7、W 2.6-2.8、Ta 2.1-2.7、Al 2.1-2.6、Ti 1.7-2.8、Re 3.1-3.2、Nb 2.8-3.2、Mn 0.25-0.3％；Si 0.2-0.3、C 0.04-0.08、Ru 0.1-0.2、B 0.0005-0.0015、Sc 0.005～0.05、Fe 6-7、Hf 0.10～0.20、Mg 0.01～0.1，余量由Ni和不可避免的杂质构成；镍基高温合金的组织由基体γ、主要强化相为γ'、其余析出物中是少量的MC 碳化物和M3B2 硼化物组成，其中γ'相的粒径为60～500nm，γ'相其析出量为86-88 vol％，该镍基高温合金在1000℃和300MPa条件下的持久寿命≥135h，在1200℃和120MPa条件下持久寿命≥120h；该镍基高温合金在900℃时瞬时拉伸性能是屈服强度≥850MPa，抗拉强度≥980MPa，在1000℃时屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥900MPa。