[发明专利]一种高铌含量的高强镍基变形高温合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高铌含量的高强镍基变形高温合金的制备方法,其特征在于, 所述的制备方法包括以下步骤:

步骤一、根据高强镍基变形高温合金的制备成分配比,称取原材料;

步骤二、对所述的原材料进行真空感应熔炼和至少一次的重熔精炼,得到真空自耗重熔锭;

步骤三、对所述的真空自耗重熔锭进行高温扩散均匀化处理,再进行自由锻造开坯得到棒坯,然后对所述棒坯进行二次均匀化处理,再进行自由锻造,达到5~20的锻比后,获得高铌含量的高强镍基变形高温合金棒材；

制备成分配比以质量百分比计:Cr 9~14,Co 14~16,Mo 4~6,W 2~4,Nb 4~6,Ti 2~4,Al3~5,C 0.04~0.12,B 0. 005~0.02,Zr 0.01~0.05,V 0.4~1.5,Fe 0.05~2.0,Ni 余量。

2.根据权利要求1所述的高铌含量的高强镍基变形高温合金的制备方法,其特征在于,所述的高强镍基变形高温合金还包括杂质元素,在所述的杂质元素中,P≤0.010%、Mn≤0.15%、Si≤0.15%、S≤0.005%、0≤0.002%、N≤0.006%、Ag≤0.0005%、Ca≤0.005%、Sn≤0.005%、Pb≤0.0005%,Cu≤0.1%、Ta≤0.1%。

3.根据权利要求1所述的镍基变形高温合金的制备方法,其特征在于,所述镍基变形高温合金包括含V元素的M2 (CN)型碳氮化物。

4.根据权利要求1所述的镍基变形高温合金的制备方法,其特征在于,所述含V元素的M2(CN)型碳氮化物,以弥散的颗粒状在所述镍基变形高温合金中分布。

5.根据权利要求1所述的镍基变形高温合金的制备方法,其特征在于,在所述镍基变形高温合金中,所述W和Mo的含量之和大于7wt.%。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤二中,合金原材料中的Nb采用NiNb中间合金形式添加,且添加的原则是:在金属Ni、金属Mo、金属Co、金属W、VFe合金在真空感应炉中熔化后,再向真空感应炉炉内添加金属Cr,然后再添加NiNb中间合金,得到钢液;然后将钢液升温至1400~1550℃ ,电磁搅拌15~60min,然后停止搅拌1430~1520℃保温30min~90min,取样进行成分分析合格后，调整钢液温度至1450~1550℃ ,将钢液倒入铁质模具内，获得真空感应锭。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述的真空感应锭经车光后制备电极再进行自耗重熔,初始稳态熔速控制为3.0~4.0kg/min,在进入稳态熔速冶炼完成钢锭重量达到500kg~1500kg后开始按照0.05~0.5kg/min/h的速率无极变速调低熔速,当熔速降低至2.5~3.5kg/min后保持稳定熔速;当剩余电极质量为200kg~800kg时,将熔速调低至0.5~2.0kg/min,开始热封顶,获得真空自耗重熔锭。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,合金原材料在熔炼过程的添加顺序为:冶炼开始前首先向真空感应炉中加入金属Ni、金属Mo、金属Co、金属W、VFe合金和元素C,抽真空后开始熔炼，当炉内的初始料熔化后再向炉内添加金属Cr,然后再添加NiNb中间合金,然后将钢液升温至1400~1550℃,电磁搅拌15~60min,然后停止搅拌,1430~1520℃保温30min~90min,然后加入金属A1和金属Ti,电磁搅拌5~30min,取样进行成分分析合格后,加入BFe和金属Zr,电磁搅拌5~30min,调整钢液温度至1450~1550℃,将钢液倒入铁质模具内,获得真空感应锭。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤三中,所述的真空自耗重熔锭经1180℃~1210℃保温24~72h高温扩散均匀化处理后,采用镦粗和拔长的方式进行自由锻造开坯,锻比达到1~5后,进而1150℃~1190℃保温4~24h二次均匀化处理,然后再采用镦粗和拔长的方式进行自由锻造开坯,锻比达到5~20后,获得高铌含量的高强镍基变形高温合金棒材。