[发明专利]一种Ni-Co-Al-Cr-Fe系单晶高熵高温合金及其制备方法

权利要求书

1.一种Ni-Co-Al-Cr-Fe系单晶高熵高温合金，其特征在于合金化学成分按原子百分比为：Ni 35～40％,Co 30～35％，Al 10～13％，Cr 5～10％，Fe5～8.5％，Ti 1～2.5％，Ta 1～3％，Mo 0.01～1％，W 0.01～1％，Re 0～1％,C 0.02～0.12％,B 0.002～0.015％，Hf0.005～0.12％，RE 0.05～0.15％，14％≤Al+Ti+Ta≤16％，其中RE为Ce、La和Y中任一种稀土元素；合金成分必须满足混合熵ΔS_mix1.5R，R为气体常数，所述混合熵ΔS_mix按照公式式中，i代表Ni,Co,Al,Cr,Fe,Ti,Ta,Mo,W,Re,C,B,Hf,RE中的任意元素，N为合金中所有元素数之和，c_i为i元素的摩尔分数；

所述的Ni-Co-Al-Cr-Fe系单晶高熵高温合金的制备方法包括以下步骤：

1)采用纯度99.5％以上的Ni,Co,Al,Cr,Fe,Ti,Ta,Mo,W,Re,C,B,Hf,RE元素，按照摩尔比进行称量配比，放入熔炼炉中进行熔炼，高温精炼15～30min，精炼温度为1550～1650℃，浇铸成合金锭；

2)采用高速凝固Bridgeman法制备001取向的单晶高熵高温合金棒材，抽拉速率为2～4mm/min，采用背散射劳厄法测定单晶棒的取向；

3)对合金棒材进行固溶处理，将获得的高熵合金棒材在1220～1235℃固溶处理4～6小时后，空冷得到固溶态合金；对合金棒材进行二级时效处理，首先在1080℃～1100℃下，保温4h-6h，然后在870℃下，保温24h，空冷，得到最终热处理后的合金棒材；

所述Ni-Co-Al-Cr-Fe系单晶高熵高温合金为γ+γ′双相结构。

2.一种如权利要求1所述的Ni-Co-Al-Cr-Fe系单晶高熵高温合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)采用纯度99.5％以上的Ni,Co,Al,Cr,Fe,Ti,Ta,Mo,W,Re,C,B,Hf,RE元素，按照摩尔比进行称量配比，放入熔炼炉中进行熔炼，高温精炼15～30min，精炼温度为1550～1650℃，浇铸成合金锭；

2)采用高速凝固Bridgeman法制备001取向的单晶高熵高温合金棒材，抽拉速率为2～4mm/min，采用背散射劳厄法测定单晶棒的取向；

3)对合金棒材进行固溶处理，将获得的高熵合金棒材在1220～1235℃固溶处理4～6小时后，空冷得到固溶态合金；对合金棒材进行二级时效处理，首先在1080℃～1100℃下，保温4h-6h，然后在870℃下，保温24h，空冷，得到最终热处理后的合金棒材。