[发明专利]一种镍基定向柱晶高温合金及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种镍基定向柱晶高温合金，包括如下质量百分比的组分：Co 12.5～14％，Cr 3～5％，W 4～7％，Mo 0.5～2.0％，Re 3～4％，Al 5.5～6.0％，Ta 6～9％，Hf 0.09～0.2％，C0.05～0.1％，B 0.005～0.012％和余量Ni；

所述的镍基定向柱晶高温合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)将合金原料混合后依次进行熔炼、浇铸和定向凝固，得到合金铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行固溶处理和时效处理，得到镍基定向柱晶高温合金；

所述步骤(2)中固溶处理包括依次进行的第一段固溶处理和第二段固溶处理；所述第一段固溶处理的保温温度为1220～1315℃，第一次段固溶处理的保温时间为18～22h；所述第二段固溶处理的保温温度为1320～1350℃，第二段固溶处理的保温时间为14～16h；

所述步骤(2)中时效处理包括依次进行的一级时效处理和二级时效处理；所述一级时效处理的保温温度为1140～1180℃，一级时效处理的保温时间为3～5h；所述二级时效处理的保温温度为850～870℃，二级时效处理的保温时间为22～24h。

2.根据权利要求1所述的镍基定向柱晶高温合金，其特征在于，所述镍基定向柱晶高温合金包括如下质量百分比的组分：Co 12.5～13.5％，Cr 3.5～4.5％，W 4.5～6.5％，Mo 1～1.7％，Re 3.2～3.96％，Al 5.6～5.8％，Ta 6.5～8.5％，Hf 0.1～0.15％，C 0.06～0.09％，B 0.007～0.012％和余量Ni。

3.根据权利要求1所述的镍基定向柱晶高温合金，其特征在于，所述镍基定向柱晶高温合金包括如下质量百分比的组分：Co 13.4～13.5％，Cr 3.98～4.05％，W 5.5～5.62％，Mo1.51～1.52％，Re 3.9～3.96％，Al 5.57～5.64％，Ta 7.55～7.63％，Hf 0.11～0.12％，C0.06～0.065％，B 0.007～0.012％和余量Ni。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述的镍基定向柱晶高温合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)将合金原料混合后依次进行熔炼、浇铸和定向凝固，得到合金铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行固溶处理和时效处理，得到镍基定向柱晶高温合金；

所述步骤(2)中固溶处理包括依次进行的第一段固溶处理和第二段固溶处理；所述第一段固溶处理的保温温度为1220～1315℃，第一次段固溶处理的保温时间为18～22h；所述第二段固溶处理的保温温度为1320～1350℃，第二段固溶处理的保温时间为14～16h；

所述步骤(2)中时效处理包括依次进行的一级时效处理和二级时效处理；所述一级时效处理的保温温度为1140～1180℃，一级时效处理的保温时间为3～5h；所述二级时效处理的保温温度为850～870℃，二级时效处理的保温时间为22～24h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔炼包括合金原料熔化和熔体过热处理，所述熔体过热处理的温度为1540～1580℃，熔体过热处理的时间为0.5～1.5min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述浇铸的温度为1490～1540℃。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中定向凝固的温度梯度为45～200K/cm；所述定向凝固的抽拉速率为5～7mm/min。

8.一种如权利要求1～3任意一项所述的镍基定向柱晶高温合金或如权利要求4～7任意一项所述的制备方法制备得到的镍基定向柱晶高温合金在发动机或燃气轮机中的应用。