[发明专利]含层错与γ′相复合结构的镍基合金及其制备方法

权利要求书

1.一种制备含层错与γ′相复合结构的镍基合金的方法，其特征在于，所述镍基合金的成分为按原子百分比(at.％)计量如下：Ni:46.50～48.50％，Co:22.94～25.14％，Cr:14.36～15.46％，Al:5.10～6.20％，Ti:4.05～4.97％，Mo:1.82～2.70％，W:0.24～0.34％，Fe:0.50～0.62％，Zr:0.02～0.05％，C:0.07～0.11％，B:0.06～0.07％；具体步骤如下：

(1)对镍基合金进行固溶处理得到高密度γ′相强化γ基体结构的镍基合金；

(2)利用表面机械滚压处理高密度γ′相强化γ基体结构的镍基合金，在其表层得到高密度层错交割结构，所述层错结构破坏了γ′相L1₂有序化结构；所述镍基合金的形状为棒状，所述表面机械滚压处理具体为：棒状镍基合金沿自身轴向旋转，处理刀具的硬质合金球与镍基合金表面接触并压入一定的深度，处理刀具进给，并沿着棒状镍基合金表面从工件的一端运动至另一端，完成一个道次处理；重复上述过程若干道次后，在镍基合金表面形成塑性变形层；其中所述硬质合金球压入镍基合金表面的深度的大小，根据所需要加工的镍基合金的层错与γ′相的复合结构表层的厚度确定；所述棒状镍基合金直径为8-15mm，棒状镍基合金轴向旋转的转速为100-800r/min，处理刀具沿棒状镍基合金轴向的进给速度为40-80mm/min，每个处理道次中硬质合金球在镍基合金表面的压下深度为20-80μm，加工道次为1-10；

(3)对步骤(2)的镍基合金进行时效处理，所述时效温度为600-800℃，所述保温的保温时间为50-100h，γ′相L1₂有序化结构重新恢复，最终得到含有层错与γ′相复合结构的镍基合金。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面机械滚压处理采用表面机械滚压处理系统，所述表面机械滚压处理系统包括处理刀具和冷却系统，通过处理刀具对镍基合金表层进行机械滚压处理，采用所述冷却系统降低在机械滚压处理中样品表面的温度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述处理刀具的刀头部分为硬质合金球，所述硬质合金球为WC-Co合金材质，硬质合金球直径为4-10mm；所述冷却系统为液氮气氛冷却。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的时效处理采用箱式电炉，具体为：将箱式电炉升温至预设时效温度，然后将表面处理后的镍基合金放入炉中，保温，将样品取出，置于空气中自然冷却。

5.一种含层错与γ′相复合结构的镍基合金，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的方法制备，镍基合金表层的组织结构为层错与γ′相的复合结构，所述层错为高密度层错，高密度层错交割结构设置在γ′相中，形成层错与γ′相复合结构，使得镍基合金具有高强度高热稳定性。

6.根据权利要求5所述的镍基合金，其特征在于，所述层错与γ′相复合结构中层错间距分布在5-25nm之间，γ′相尺寸分布在30-80nm之间，镍基合金表层的层错与γ′相复合结构的厚度为100-200μm。