[发明专利]δ相强化镍基高温合金及其制备方法

说明书

本申请提供一种新型δ相强化镍基高温合金及其制备方法。新型δ相强化镍基高温合金，以质量百分比计算，包括：8%‑18%Cr、8%‑18%Co、2.5%‑6.5%W、3%‑6%Mo、30%‑45.5%Nb、3%‑10%Al和30%‑45%Ni；其中，新型δ相强化镍基高温合金以金属间化合物Nb₃Al作为强化相。新型δ相强化镍基高温合金的制备方法，包括：将基体合金粉末和金属间化合物Nb₃Al粉末混合，处理后通过热等静压法成型得到镍基高温合金。该镍基高温合金具有稳定的组织，合金中强化相在基体中分布均匀并且与γ‑基体形成了良好的冶金结合，可以满足更高的使用温度。

技术领域

本申请涉及冶金领域，尤其涉及一种新型δ相强化镍基高温合金及其制备方法。

背景技术

随着航空发动机朝着高推重比，高可靠性的方向发展，对航空发动机的热端如涡轮盘使用的镍基高温合金的承温能力提出了更高的需求。目前涡轮盘常用的合金如Inconel718合金、Waspaloy合金、U720Li合金等均为γ’相强化合金。

目前提高其承温能力的方法主要有两种：一是通过调整合金的成分如提高Ti+Al含量或加入Ta等合金元素，这种方式的问题在于导致合金的可加工性能下降，合金密度升高，强化相稳定性下降；另一种方式是在镍基高温合金中引入氧化物颗粒，这种方法的问题是合金中的氧化物颗粒与基体界面容易形成裂纹源导致合金动态力学性能下降。

因此要想进一步提升涡轮盘用高温合金的承温能力需要同时避免目前以上两方面的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种新型δ相强化镍基高温合金及其制备方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

一种新型δ相强化镍基高温合金，以质量百分比计算，包括：

8%-18%Cr、8%-18%Co、2.5%-6.5%W、3%-6%Mo、30%-45.5%Nb、3%-10%Al和30%-45%Ni；

其中，所述新型δ相强化镍基高温合金以金属间化合物Nb₃Al作为强化相。

优选地，所述强化相占所述新型δ相强化镍基高温合金的体积分数大于0小于等于60%。

本申请还提供一种所述的新型δ相强化镍基高温合金的制备方法，包括：

将基体合金粉末和金属间化合物Nb₃Al粉末混合，处理后通过热等静压法成型得到所述新型δ相强化镍基高温合金。

优选地，所述基体合金粉末以质量百分比计算，包括：

8%-20%Cr、10%-18%Co、3%-8%W、4%-8%Mo和50%-65%Ni。

优选地，所述基体合金粉末通过氩气雾化法制得。

优选地，所述金属间化合物Nb₃Al通过电弧熔炼法制备得到；

制备所述金属间化合物Nb₃Al的原料中，Nb和Al的质量比为（10.5-11.5）：1。

优选地，所述基体合金粉末和所述金属间化合物Nb₃Al粉末的粒度各自独立的小于等于75μm。

优选地，所述处理包括球磨；

所述球磨的球料质量比为（8-10）：1，转速为120-150r/min，时间为2-4h。

优选地，所述热等静压法成型的温度为1100-1200℃，压力为110-130Mpa，时间为1-3h。

与现有技术相比，本申请的有益效果包括：