[发明专利]一种高温性能优异的低密度钴基高温合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高温性能优异的低密度钴基高温合金，其特征在于，以该钴基高温合金的原子量计，该钴基高温合金各组分及原子百分比为20-40％Ni、5-15％Al、0-6％W、2-4％Ti、1-3％Ta、0-1％B、低于1.0％的杂质元素，其余为Co。

2.根据权利要求1所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金，其中，以该钴基高温合金的原子量计，该钴基高温合金各组分及原子百分比为20-35％Ni、5-10％Al、2-6％W、2-4％Ti、1-3％Ta、0.2-0.8％B、低于1.0％的杂质元素，其余为Co。

3.根据权利要求1或2所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金，其中，钴基高温合金密度≤8.93g/cm³，850-950℃/135-145MPa条件下，持久寿命≥128h。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：母合金熔炼：将纯Ni、纯Al、纯W、纯Ti、纯Ta和B进行预热处理；将预热处理后的纯Ni、纯Al、纯W、纯Ti和纯Ta进行第一次混合高温熔炼，得到混合熔炼物；将所述混合熔炼物与预热处理后的B进行第二次混合高温熔炼，得到母合金铸锭；

S2：利用线切割从所述母合金铸锭上切取圆棒，去除圆棒表面氧化皮；在氩气保护下，熔化圆棒并进行定向凝固，获得定向凝固样；

S3：对所述定向凝固样进行固溶和时效处理，得到所述高温性能优异的低密度钴基高温合金。

5.根据权利要求4所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金的制备方法，其中，所述纯Ni、纯Al、纯W、纯Ti和纯Ta的纯度各自独立地不低于99.9％。

6.根据权利要求4所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金的制备方法，其中，步骤S1在真空电磁感应熔炼炉中进行。

7.根据权利要求6所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金的制备方法，其中，

所述预热处理的功率为5-10kW；

第一次混合高温熔炼的操作条件包括：功率为10-20kW，温度为1350-1600℃，保温时间为10-20min；

第二次混合高温熔炼的操作条件包括：功率为10-20kW，温度为1500-1600℃，保温时间为20-25min。

8.根据权利要求4所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金的制备方法，其中，在步骤S2中：

所述氩气的气压为10-20bar；

所述熔化圆棒的操作参数包括：温度为1500-1600℃，保温时间为20-30min；

进行定向凝固的抽拉速率为60-80μm/s。

9.根据权利要求4所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金的制备方法，其中，步骤S3中，固溶处理温度950-1250℃，处理时间18-24h。

10.根据权利要求4所述的高温性能优异的低密度钴基高温合金的制备方法，其中，步骤S3中，时效处理温度900-1000℃，处理时间24-216h。