[发明专利]高温塑性镍三铝合金

说明书

本发明涉及镍铝金属化合物，特别是镍三铝合金。

金属间化合物具有熔点高、比重轻、高温强度好，抗氧化性能优异等一系列优点，但它们往往非常脆，塑性接近于零，因而无法实际应用。自1979年发现硼微合金化可使Nl₂Al韧化以来，金属间化合物的研究进入了一个新阶段。目前，普遍认为硼是韧化Nl₃Al的关键元素，Nl₃Al中加入0.1～0.5at%B，其室温塑性可明显提高，达35%左右，然而高温塑性却很差，高温持久时间接近于零，Nl₃Al的特点主要适合于作高温结构材料，持久性能如此之差，不能满足工程上的需要。

本发明的目的在于提供一种镍三铝合金，具有较好的高温塑性。

本发明的主要内容是提供了一种合金，含有如下的元素成分（原子百分比，以下均同）

Ni  Al  B

71-79  19-28  0.6-2.0

还可以包括有0.5～2.0的锆。本发明的特点是将Ni₃Al中的硼含量大幅度提高，由原来的0.5提高到它在Ni₃Al中的溶解度极限，最好为1～1.5%，尽管室温塑性有所降低，但仍然可保持在10%左右，完全可以满足工程上的应用，而高温持久时间则可达到最大值，高温瞬时拉伸强度也处于峰值。

本发明还提供了一种高温塑性Ni₃Al合金，其特征在于包括有如下元素：

Ni  Al  Zr

71-79  19-27  0.5-2.0

锆一直被认为是强化Ni₃Al的元素，在本发明所提供的合金中，Zr是作为韧化元素存在的，适量的锆可使无硼Ni₃Al韧化，而且不受化学计量比的影响，不像硼韧化Ni₃Al那样，需要铝含量＜25at%才有效，锆韧化Ni₃Al不仅铝含量＜25at%是有效的，即使铝含量等于25at%，甚至大于25at%也是有效的。锆韧化的Ni₃Al，其室温延伸率可达10%，可以冷轧成厚约2mm的板材，这就为Ni₃Al的韧化提供了一条新途径，当适量锆与硼同时加入Ni₃Al合金时，韧化效果更好，另外锆还具有强化作用。下面结合实施例详细叙述本发明。

实施例1  硼含量加入到溶解度

成份  Ni，76.30;Al，22.33;B，1.37

室温拉伸性能：σ_b（MPa），632;σ_0.2（MPa）527;δ（%）12.2;Φ（%），10.1;

800℃拉伸性能：σ_b（MPa），881;σ_0.2（MPa），685;δ（%），4.0;Φ（%），4.7。

800℃，100MPa  持久时间，220h，持久伸长（%）6.8

实施例2

成份  Ni，76.50;Al，22.69;B，0.81;

室温拉伸性能：σ_b（MPa），580;σ_0.2（MPa），380;δ（%），27.0;Φ（%），21.6。

800℃拉伸性能：σ_b（MPa），810;σ_0.2（MPa），618.0;δ（%），4.2;Φ（%）5.0。

800℃，100MPa，持久时间，71h  10mln，持久伸长（%）5.9。

实施例3

成份Ni  25.28;Al，22.72;B，2.0

室温拉伸性能：σ_b（MPa），400;σ_0.2（MPa），310;δ（%），4.1;Φ（%），2.7;

800℃拉伸性能：σ_b（MPa），540;σ_0.2（MPa），435;δ（%），2.5;Φ（%），3.2。

800℃，100MPa，持久时间  104h  10min;持久伸长（%）3.9。

实施例4（比较例）

成份  Ni  77.11;Al;22.89;

室温拉伸性能：σ_b（MPa），368;σ_0.2（MPa），202;δ（%），1.6;Φ（%），2.5;