[发明专利]一种长期用于850℃级变形涡轮盘的材料及其电子束连续原位凝固制备方法

权利要求书

1.一种长期用于850℃级变形涡轮盘的材料的电子束连续原位凝固制备方法，其特征在于，所述长期用于850℃级变形涡轮盘的材料成分质量配比关系wt%为：Ti: 2.2~3.0%；Nb: 1.0~2.0%；Al: 5.0~5.7%；Mo:2.0~4.0%；W: 7.0~10.0%；Ta: 1.0~2.0%；Hf: 0.2~0.5%；C: 0.08~0.16%；B: 0.02~0.04%；Co: 14.0~16.0%；Cr:7.0~11.0%；余量Ni；

所述长期用于850℃级变形涡轮盘的合金成分通过时效强化、固溶强化、晶界强化方式提高合金的高温性能：通过控制Al+Ti含量、Al/Ti比、及Ta的含量来控制合金中析出相γ＇的含量和稳定性，通过控制W、Mo、Co元素含量避免合金中TCP相的析出，通过添加较高C含量以及强碳化物元素Hf提高高温下晶界强度；

所述方法包括如下步骤：

S1、高温合金原材料的预处理：

S11、依据材料中合金元素成分质量配比，采用精度为0.01g的电子天平进行配料；

S12、将配好的合金元素原材料放入氧化铝坩埚中，之后将氧化铝坩埚放入烘干箱中进行烘干；

S2、真空感应熔炼：

S21、将真空感应炉内清理干净，接通冷却水，观察炉内是否漏水，之后将步骤S12中烘干后的氧化铝坩埚放入真空感应炉内，关闭炉门；

S22、对真空感应炉炉内进行抽真空后，通过调节熔炼功率进行合金元素的真空感应熔炼；熔炼结束后，打开炉门取出炉料，即母材；

S3、母材预处理：

S31、将真空感应炉熔炼后的母材通过线切割机器切割成若干厚度为15mm的块料，之后用砂轮机打磨去除块料表面的氧化皮及污渍；

S32、对打磨后的块料进行清洗、烘干；

S4、电子束连续原位凝固：

S41、打开电子束熔炼炉炉门，将电子束熔炼坩埚打磨干净后，将步骤S32中部分烘干的母材放入水冷铜坩埚中心位置，关闭炉门；

S42、对电子束熔炼炉熔炼室和电子枪室进行抽真空，达到目标真空度后开启电子枪；

S43、电子枪开启高压，对母材进行电子束精炼；精炼结束后，降低束流，关闭电子枪，并进行冷却；

S44、冷却结束后，放气，打开炉门，取出铸锭；对铸锭进行打磨、清洗、烘干，并将水冷铜坩埚打磨干净，将烘干后的铸锭放入水冷铜坩埚中，之后将步骤S32中部分真空感应炉熔炼后烘干的母材放在打磨干净的铸锭上面，关闭炉门；

S45、重复步骤S42、步骤S43和步骤S44过程多次，冷却结束后，放气，打开炉门，取出经多次熔炼制备得到的铸锭，获得长期用于850℃级变形涡轮盘的材料。

2.根据权利要求1所述的长期用于850℃级变形涡轮盘的材料的电子束连续原位凝固制备方法，其特征在于，步骤S1中，各合金元素原材料均采用块状、粒状或丝状金属单质。

3.根据权利要求1或2所述的长期用于850℃级变形涡轮盘的材料的电子束连续原位凝固制备方法，其特征在于，步骤S1中，Ni纯净度≥99.96%；Co纯净度≥99%；Cr纯净度≥99.3%；W纯净度≥99.9%；Mo纯净度≥99.9%；Al纯净度≥99.6%；Ti纯净度≥99.5%；Ta纯净度≥99.3%；Hf纯净度≥99.6%；C为高纯石碳墨，纯净度≥99.9%；B纯净度≥96%。

4.根据权利要求1所述的长期用于850℃级变形涡轮盘的材料的电子束连续原位凝固制备方法，其特征在于，步骤S12中，将配好的合金元素原材料依据难易挥发程度依次放入氧化铝坩埚中，易挥发元素放在氧化铝坩埚底部，难挥发元素放在上面。