[发明专利]低膨胀高温合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低膨胀高温合金及其制备方法，属于冶金生产工艺制造技术领域。提供一种高温物理性能优良、Cr含量适中的低膨胀高温合金及其制备方法。所述的低膨胀高温合金为包含有下述重量份组分的冶炼均匀化热处理锻件，所述的重量份组分为35～40％的Ni，13～15％的Co，1.5～1.8％的Ti，4.5～5.2％的Nb+Ta，0.2‑0.5％的Cr，0.1～0.3％的Mo，0.2‑0.4％的Si，C：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质，所述冶炼均匀化热处理锻件在650℃/510MPa下的持久寿命＞100h。所述的制备方法采用纯合金元素Ni、Co、Cr、Mo、Nb、Ti、Si以及C在真空感应炉+真空自耗炉中先后进行的双联工艺熔炼、铸锭、均匀化处理以及热处理几个步骤。

技术领域

本发明涉及一种高温合金，尤其是涉及一种低膨胀高温合金，属于冶金生产工艺制造技术领域。本发明还涉及一种用于所述低膨胀高温合金的制备方法。

背景技术

Fe-Ni-Co低膨胀高温合金是一种新型航空材料，该类合金在650℃下具有较高的强度、低膨胀系数和几乎恒定不变的弹性模量。主要用于制造航空发动机涡轮外环、压气机和燃烧室封严环等间隙控制零件。由于其低膨胀的特性，在高温工作环境下可有效控制发动机动部件和静部件之间的间隙大小，对提高发动机效率，减少燃气损失，降低油耗都具有十分重要的作用。

由于Fe-Ni-Co低膨胀高温合金中不含Cr，因此具有应力加速晶界氧化脆性倾向，这是因为当温度高于500℃以上时，氧沿晶界扩散，引起晶间脆化，从而降低合金的塑性和高温持久寿命。通过在低膨胀高温合金中加Cr、Mo元素，可以抑制合金的应力加速晶界氧化脆性倾向，提高合金的高温物理性能。但过量的Cr元素含量会显著提高合金的热膨胀系数，因此如何合理控制合金中的Cr元素含量便成为了Fe-Ni-Co低膨胀高温合金高温物理性能的重要因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高温物理性能优良、Cr含量适中的低膨胀高温合金。本发明还提供了一种用于所述低膨胀高温合金的制备方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种低膨胀高温合金，所述的低膨胀高温合金为包含有下述重量份组分的冶炼均匀化热处理锻件，

所述的重量份组分为35～40％的Ni，13～15％的Co，1.5～1.8％的Ti，4.5～5.2％的Nb+Ta，0.2-0.5％的Cr，0.1～0.3％的Mo，0.2-0.4％的Si，C：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质，

所述冶炼均匀化热处理锻件在650℃/510MPa下的持久寿命＞100h。

进一步的是，在上述的重量份组分中，Ni+Co的总含量为50％～52％。

上述方案的优选方式是，上述重量份组分中不可避免的杂质包括O、S和P，其含量分别为O≤0.01％，S≤0.015％，P≤0.015％。

一种用于所述低膨胀高温合金的制备方法，所述的制备方法采用纯合金元素在真空感应炉+真空自耗炉中先后进行的双联工艺熔炼、铸锭、均匀化处理以及热处理几个步骤，

其中纯合金元素在真空感应炉+真空自耗炉中先后进行双联工艺熔炼时，Ni、Co、Cr、Mo、Nb、Ti、Si以及C均以各自独立存在的纯合金元素的形式加入真空感应炉中进行初熔。

进一步的是，在热处理前，先对均匀化处理的钢锭进行锻造，获得锻造棒材后再进行所述的热处理。

上述方案的优选方式是，所述的热处理包括顺序进行的固溶热处理和时效热处理。