本發(fā)明屬于高溫合金技術(shù)領(lǐng)域,，具體涉及一種鎳基高溫合金,。

背景技術(shù)：

鎳基高溫合金是以鎳為基體(含量一般大于50％)在650～1000℃范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和良好的抗氧化、抗燃?xì)飧g能力的高溫合金,。鎳基合金在中,、高溫度下具有優(yōu)異綜合性能，適合長(zhǎng)時(shí)間在高溫下工作,，主要用于航空航天領(lǐng)域950℃～1050℃下工作的結(jié)構(gòu)部件,，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片,、渦輪盤和燃燒室等,。

中國(guó)201210305881.9公開了一種鎳基高溫合金,，所述高溫合金以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成：Cr 22.5-24.5％，Co 7.0-8.0％,，W 6.5-7.5％,，Mo 3.0-4.0％，Al 1.2-1.8％,，Ti 1.5-2.5％,，Nb 2.0-3.0％，Mn 1.0-2.0％,，F(xiàn)e 2.0-4.0％，B 0.02-0.08％,，Ce 0.5-1.5％,，C≤0.1％，Si≤0.2％,，P≤0.008％,，S≤0.008％，Ni余量,。

隨著技術(shù)的發(fā)展,，對(duì)鎳基高溫合金提出了越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的合金及相應(yīng)的替代合金已不能滿足科技進(jìn)步的需求,，因此,，需要發(fā)展組織穩(wěn)定性高、能抗氧化,、抗燃?xì)飧g且具有良好的高溫機(jī)械強(qiáng)度和保持表面性能不下降的能力的高溫合金材料,。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一種鎳基高溫合金及其制造方法，

為此,，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為,，一種鎳基高溫合金，其特征在于,，包括如下重量百分比的組分：C 0.06～0.15％,，Si 0.25～0.55％，Mn 0.40～0.95％,，F(xiàn)e 0.05～3.00％,，Co 1.0～5.0％，Al 0.05～0.50％,，Ti 0.01～0.09％,，Cr 20～24％，Nb 0.01～0.40％,，Mo 0.90～3.0％,，W 12.0～15.0％，Re 0.10～1.0％，B 0.001～0.009％,，Ce 0.8～2.0％,，Ru 0.8～1.8％，Hf 0.3～3.0％,，Ta 2.0～5.0％,，V 0.05～0.35％，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì),。

進(jìn)一步地,，其特征在于，包括如下重量百分比的組分：C 0.08～0.13％,，Si 0.30～0.50％,，Mn 0.45～0.80％，F(xiàn)e 0.10～2.80％,，Co 1.5～4.5％,，Al 0.10～0.45％，Ti 0.03～0.08％,，Cr 20.5～23.5％,，Nb 0.05～0.40％，Mo 1.0～3.0％,，W 12.5～14.0％,，Re 0.15～1.0％，B 0.003～0.008％,，Ce 0.9～1.8％,，Ru 0.9～1.6％，Hf 0.5～2.5％,，Ta 2.2～4.5％,，V 0.08～0.3％，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì),。

進(jìn)一步地,，以所述鎳基高溫合金的重量計(jì)，所述不可避免的雜質(zhì)為：S≤0.006％,，P≤0.01％,，[O]≤50ppm，[H]≤3ppm,，N≤0.01％,，As+Pb+Sn+Sb+Bi≤200ppm。

進(jìn)一步地,，所述鎳基高溫合金包括以下步驟：

第一步,，按一定的比例備料,，原材料盡量選用S、P等雜質(zhì)元素較低的原料,；

第二步,，通過真空感應(yīng)熔煉并澆鑄成符合所述成分的合金塊。,；

第三步,，將合金進(jìn)行三次均勻化處理，其中第一次均勻化的溫度為1000℃,，時(shí)間為20小時(shí),，300℃以上的加熱和冷卻速度均為200℃/h，第二次均勻化的溫度為1200℃,，時(shí)間為36小時(shí),，300℃以上的加熱和冷卻速度均為200℃/h，第三次均勻化的溫度為1300℃,，時(shí)間為50小時(shí)，300℃以上的加熱和冷卻速度均為200℃/h,；

第四步,，高溫鍛造所述合金，其中高溫鍛造的溫度為1120-1190℃,；

第五步,，對(duì)所述合金進(jìn)行固溶處理，其中固溶處理的溫度為1000℃,，時(shí)間為1.5小時(shí),；

第六步，對(duì)所述合金進(jìn)行保溫,、冷卻,，保溫方法為：在750℃下保溫7小時(shí)，以45℃/小時(shí)爐冷至600℃,，保溫9小時(shí),，空冷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)優(yōu)化設(shè)計(jì)了Ni和W主要成分的加入量,，使其含量達(dá)到相互協(xié)同，提高合金的高溫強(qiáng)度,，促使固溶強(qiáng)化的效果達(dá)到協(xié)同,，改善抗熱腐蝕性能。

2)添加了Ru,，Re等元素,，大幅度提高了合金的抗蠕變性能,。

3)合金中加入Ti、B等細(xì)化晶粒的元素,，提高合金的強(qiáng)度,，所述發(fā)明的鎳基高溫合金在1000℃拉伸強(qiáng)度明顯提高，塑性明顯改善,，抗熱腐蝕性能增強(qiáng),，高溫持久時(shí)間大幅增加。

4)所述發(fā)明的鎳基高溫合金相比現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品,，組織穩(wěn)定性明顯提高,。

現(xiàn)有技術(shù)的高溫合金與本發(fā)明的高溫合金力學(xué)性能典型值對(duì)比如表1。

具體實(shí)施方式

為了更好地說明本發(fā)明的目的,、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn),，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。本發(fā)明可以許多不同的形式實(shí)施,，而不應(yīng)該被理解為限于在此闡述的實(shí)施例,。相反，提供這些實(shí)施例,，使得本公開將是*和完整的,，并且將把本發(fā)明的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來(lái)限定,。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種鎳基高溫合金,。該合金包括如下重量百分比的組分：C 0.10％，Si 0.35％,，Mn 0.65％,，F(xiàn)e 0.22％，Co 1.8％,，Al 0.25％,，Ti 0.05％，Cr 22.4％,，Nb 0.20％,，Mo 1.5％，W 13％,，Re 0.30％,，B 0.005％，Ce 1.1％,，Ru 1.2％,，Hf 0.8％，Ta 2.5％,，V 0.15％,，S 0.005％,，P 0.007％，N 0.02％,，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì),；

上述合金的制備方法包括如下步驟：

第一步，按一定比例選擇原料,，所有的原材料盡可能選用低S,、P原料；

第二步,，通過真空感應(yīng)熔煉并澆鑄成符合所述成分的合金塊,。

第三步，將合金進(jìn)行三次均勻化處理,，其中第一次均勻化的溫度為1000℃,，時(shí)間為20小時(shí)，300℃以上的加熱和冷卻速度均為200℃/h,，第二次均勻化的溫度為1200℃,，時(shí)間為36小時(shí)，300℃以上的加熱和冷卻速度均為200℃/h,，第三次均勻化的溫度為1300℃,，時(shí)間為50小時(shí)，300℃以上的加熱和冷卻速度均為200℃/h,；

第四步，高溫鍛造所述合金,，其中高溫鍛造的溫度為1120-1190℃,；

第五步，對(duì)所述合金進(jìn)行固溶處理,，其中固溶處理的溫度為1000℃,，時(shí)間為1.5小時(shí)；

第六步,，對(duì)所述合金進(jìn)行保溫,、冷卻，保溫方法為：在750℃下保溫7小時(shí),，以45℃/小時(shí)爐冷至600℃,，保溫9小時(shí)，空冷,。

從試塊上取樣,，進(jìn)行室溫和1000℃的高溫拉伸，室溫時(shí),，其抗拉強(qiáng)度Rm為1190MPa,，Rp0.2為1000MPa,，延伸率為31％，1000℃,，其抗拉強(qiáng)度Rm1110MPa,，Rp0.2范圍為985MPa，延伸率的范圍為29％,，進(jìn)行1000℃,，500MPa持久試驗(yàn)的持久時(shí)間為95h。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于,，其各物質(zhì)的含量并不相同,，具體而言，本實(shí)施例中,，所述鎳基高溫合金包括如下重量百分比的組分：C 0.15％,，Si 0.55％，Mn 0.95％,，F(xiàn)e3.00％,，Co5.0％，Al 0.50％,，Ti0.09％,，Cr 24.0％，Nb0.40％,，Mo 3.0％,，W15.0％，Re1.0％,，B 0.009％,，Ce 2.0％，Ru 1.8％,，Hf 3.0％,，Ta 5.0％，V 0.35％,，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì),。

從試塊上取樣，進(jìn)行室溫和1000℃的高溫拉伸,，室溫時(shí),，其抗拉強(qiáng)度Rm為1200MPa，Rp0.2為1010MPa,，延伸率為31％,，1000℃，其抗拉強(qiáng)度Rm1115MPa,，Rp0.2范圍為988MPa,，延伸率的范圍為29％,，進(jìn)行1000℃，500MPa持久試驗(yàn)的持久時(shí)間為98h,。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于,，其各物質(zhì)的含量并不相同，具體而言,，本實(shí)施例中,，所述鎳基高溫合金包括如下重量百分比的組分：C 0.08％，Si 0.30％,，Mn 0.45％,，F(xiàn)e 0.10％，Co 1.5％,，Al 0.10％,，Ti 0.03％，Cr 20.5％,，Nb 0.05％,，Mo 1.0％，W 12.5％,，Re 0.15％,，B 0.003％，Ce 0.9％,，Ru 0.9％,，Hf 0.5％，Ta 2.2％,，V 0.08％,，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。

從試塊上取樣,，進(jìn)行室溫和1000℃的高溫拉伸，室溫時(shí),，其抗拉強(qiáng)度Rm為1189MPa,，Rp0.2為1001MPa，延伸率為31％,，1000℃,，其抗拉強(qiáng)度Rm1112MPa，Rp0.2范圍為987MPa,，延伸率的范圍為29％,，進(jìn)行1000℃，500MPa持久試驗(yàn)的持久時(shí)間為99h,。

實(shí)施例4

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于,，其各物質(zhì)的含量并不相同,，具體而言，本實(shí)施例中,，所述鎳基高溫合金包括如下重量百分比的組分：C 0.13％,，Si 0.50％，Mn0.80％,，F(xiàn)e 2.80％,，Co4.5％，Al 0.45％,，Ti 0.08％,，Cr 23.5％，Nb0.40％,，Mo3.0％,，W14.0％，Re 1.0％,，B 0.008％,，Ce 1.8％，Ru 1.6％,，Hf 2.5％,，Ta 4.5％，V 0.3％,，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì),。

從試塊上取樣，進(jìn)行室溫和1000℃的高溫拉伸,，室溫時(shí),，其抗拉強(qiáng)度Rm為1210MPa，Rp0.2為1015MPa,，延伸率為33％,，1000℃，其抗拉強(qiáng)度Rm1112MPa,，Rp0.2范圍為983MPa,，延伸率的范圍為29％，進(jìn)行1000℃,，500MPa持久試驗(yàn)的持久時(shí)間為100h,。

實(shí)施例5

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，其各物質(zhì)的含量并不相同,，具體而言,，本實(shí)施例中，所述鎳基高溫合金包括如下重量百分比的組分：C 0.06％，Si 0.25％,，Mn 0.40％,，F(xiàn)e 0.05％，Co 1.0％,，Al 0.05％,，Ti 0.01％，Cr 20.0％,，Nb 0.01％,，Mo 0.90％，W 12.0％,，Re 0.10％,，B 0.001％，Ce 0.8％,，Ru 0.8％,，Hf 0.3％，Ta 2.0％,，V 0.05％,，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。

從試塊上取樣,，進(jìn)行室溫和1000℃的高溫拉伸,，室溫時(shí)，其抗拉強(qiáng)度Rm為1215MPa,，Rp0.2為1005MPa,，延伸率為31％，1000℃,，其抗拉強(qiáng)度Rm1108MPa,，Rp0.2范圍為985MPa，延伸率的范圍為29％,，進(jìn)行1000℃,，500MPa持久試驗(yàn)的持久時(shí)間為103h。

顯然,，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說,，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉,。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中,。