[发明专利]一种船舶动力系统冷凝器用耐腐蚀液态调幅分解型镍合金

说明书

本发明公开了一种船舶动力系统冷凝器用耐腐蚀液态调幅分解型镍合金。按照重量百分比,该合金的成分为:In:1.2‑1.8wt.%,Ag:2.0‑3.5wt.%,Bi:2.0‑3.0wt.%,Pb:1.0‑1.5wt.%,Fe:3.0‑5.0wt.%,Sb:1.5‑1.8wt.%,Sm:0.2‑0.4wt.%,Al:4.0‑6.0wt.%，余量为镍。该材料为船舶动力冷凝器用耐腐蚀合金提供了一种不同于铜合金的技术方案,也就是提供了一种具有优异铸造性能的镍合金。该合金的实施和产业化可以大大推动我国船舶行业在极端腐蚀环境下耐腐蚀新材料更新和商业升级需求。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种镍合金。

背景技术

镍是一种银白色的铁磁性金属，是许多磁性材料的主要组成成分。镍合金的种类是非常多的,根据应用的目标不同可以分为:1:)镍基高温合金。在650-1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力，是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备 上的高温零部件。2:)镍基耐蚀合金。具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀,用于制造各种耐腐蚀零部件。3:)镍基耐磨合金。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件，也可作为包覆材料，通过堆焊和喷涂工艺将其包覆在其它基体材料表面。4:)镍基精密合金。包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。5:)镍基形状记忆合金。形状记忆效果好。多用于制造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心脏马达等。

一般而言，金属或者合金在凝固的时候都会因为由液态变为固态而发生体积收缩，这是由于固态的密度大于液态而导致的。很显然，这些密度的差异会导致凝固过程中的铸造孔洞和疏松的形成。此外，合金在凝固过程中由于先析出相形成了枝晶主干和侧枝而使得后来的熔体由于不能有效地填补枝晶间的空隙，也会促使孔洞和疏松的生成。因而，多元合金在凝固时铸件的铸造密实度一直是材料学上的难点。通常，对于铸造合金而言，人们会选择多元共晶点附近的成分，使得合金的凝固过程中有固定而单一的相转变温度，因为共晶温度是固定的。这样不仅使得铸件在大范围内合金成分均匀，而且由于共晶相的相互协调生成而使得铸造的孔洞和疏松达到了最小化。

国内外的研究者已经对这些问题进行了详细的研究，并开发出了一系列的铸造用镍合金。这些镍合金不仅大大降低了铸造过程中的孔洞和疏松的形成，该类产品的推广和产业化也使得相关领域的技术提升和产业升级成为可能。但是，由于合金成分限制在了多元共晶点附近，因而合金其它性能并没有多大的优化空间。在实际中造成了铸造用的镍合金不是力学性能差，就是传热性能或者其它特性不能满足使用的要求。

随着新技术的发展和材料设计能力的提高，在多元合金的设计领域，可以通过液相的调幅分解效应来产生两种不同的熔体，并使得这两种熔体具有很大的熔点差别是另一种消除铸造孔洞和疏松的新型方法。由于合金的液相调幅分解可以在相当大的成分范围内实现，因而材料设计者可以通过不断的调整合金元素和含量来进一步提高材料的其它性能。这种设计方法无疑是非常先进的，并在实践中相比共晶点合金的设计更能解决实际问题。但是令人遗憾的是，目前在镍合金领域国内外并没有基于该设计理念的新产品出现。

随着当今世界的发展以及人民生活水平的提高，对高性能合金材料以及实用于极端环境先进合金材料的需求也越来越多，性能的要求也越来越苛刻。可见，镍基合金会在工业领域和国防领域展现出更为广阔的应用前景。进行合金新材料的创新离不开合金的结构和成分设计，而材料的热力学和动力学是解决该类问题的主要方法。通过优化合金元素的筛选和成分确定，不仅可以达到所需要的各种性能指标，还会降低合金冶炼和加工的生产成本和对设备的要求。该类产品不仅使用寿命有了进一步的提高，还便于工业化大规模生产。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种船舶动力系统冷凝器用耐腐蚀液态调幅分解型镍合金。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：