[发明专利]高温合金的制备方法

说明书

本申请提供一种高温合金的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)：将合金颗粒和氧化物粉末混合后进行球磨处理，获得球磨产物；步骤(2)：将球磨产物进行烧结致密，获得合金材料。根据本申请的高温合金的制备方法，能有效地提高合金中纳米氧化物的强化效果，实现强化合金的目的，使作为高温结构件的变形高温合金具备优异的抗氧化和抗蠕变性能。

技术领域

本申请属于合金制备技术领域，具体涉及一种高温合金的制备方法。

背景技术

目前,随着航空航天工业的迅速发展，飞行器推重比增大，发动机部件的工作温度不断提高，推动了高温合金的研发与应用，为提高高温合金的热强度、抗氧化性、高温持久寿命等性能，往往采取向合金中添加强化元素的方式；或者，采用粉末冶金法将惰性氧化物增强相引入合金中，通过高能球磨和热等静压或热挤压制备成氧化物弥散强化高温合金。

但是，采取向合金中添加强化元素的方式，航空发动机的一些热端部件如燃烧室、叶片，随着使用温度的升高和服役时间的延长，高温合金中的析出相会出现长大、筏化或重新溶解等现象，降低析出相强化作用，限制变形高温合金结构件服役温度和时间。而采用粉末冶金法将惰性氧化物增强相引入合金中，通过高能球磨和热等静压或热挤压制备成氧化物弥散强化高温合金(ODS)，由于惰性氧化物具有优异的热稳定和化学稳定性，在接近高温合金熔点温度时仍然保留强化效果，可以显著提高高温合金的服役温度。但是，在高温合金中添加弥散增强相也会伴随着以下问题：(1)高温合金本身就属于难变形材料，成形性能差，热加工工艺窗口小。添加弥散增强相后变形抗力增大，使合金变形难度更大，制备ODS时需要大吨位挤压机；(2)氧化物增强相的含量通常要小于2wt.％，否则会发生团聚，合金塑性也随之降低，增强相处成为合金的薄弱部分，承载时容易孔洞聚集，形成裂纹源；(3)粉末冶金制备ODS过程中需要采用高能球磨使增强相充分弥散分布，在制备过程中不可避免的产生氧化污染，降低了合金的塑韧性；(4)ODS属于非连续增强金属基复合材料，依据Hashin-Shtrikman(H-S)方程计算分析，增强相均匀分布的复合材料对应于材料弹性模量的下限模型。

因此，如何提供一种能提高强度的同时不降低塑性，改善材料的高温变形能力，同时提高基体高温合金的抗氧化能力和高温持久寿命，实现强化合金的目的，使变形高温合金具备优异的抗氧化和抗蠕变性能的高温合金的制备方法成为本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种高温合金的制备方法，能有效地提高合金中纳米氧化物的强化效果，实现强化合金的目的，使作为高温结构件的变形高温合金具备优异的抗氧化和抗蠕变性能。

为了解决上述问题，本申请提供一种高温合金的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：将合金颗粒和氧化物粉末混合后进行球磨处理，获得球磨产物；

步骤(2)：将球磨产物进行烧结致密，获得合金材料。

优选地，高温合金的制备方法还包括如下步骤：对合金材料进行热变形处理；获得热变形材料。

优选地，高温合金的制备方法还包括如下步骤：对热变形材料进行热处理，获得热处理材料。

优选地，氧化物为Y2O3、ThO2、Al2O3、MgO中的任一种或者任意混合；

和/或，氧化物为纳米级氧化物；

和/或，合金颗粒为变形高温合金颗粒；

和/或，合金颗粒呈球状；

和/或，合金颗粒的粒径为d1；其中d1＝10～900μm；

和/或，氧化物的粒径为d2；其中d2500nm。

优选地，将合金颗粒和氧化物粉末混合后进行球磨处理包括如下步骤：