预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲,该文档总共14页,到这已经超出免费预览范围,如果喜欢就直接下载吧~

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102560212A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102560212A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201010582001.3(22)申请日2010.12.10(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人于金江孙晓峰杨彦红金涛侯桂臣管恒荣胡壮麒(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人张志伟(51)Int.Cl.C22C27/02(2006.01)C22C1/03(2006.01)C30B29/52(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图66页(54)发明名称一种高塑性超高温铌基定向合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及高塑性超高温金属材料领域,具体为一种用于涡轮工作叶片材料的高塑性超高温铌基定向合金及其制备方法,该合金作为低成本、高塑性、超高温强度高的铌基定向涡轮工作叶片材料。按重量百分比计,合金成分如下:C0.015~0.2,B0.005~0.05,Si1.2~4.6,Cr4.0~8.0,Al2.0~5.0,Ti22~26,Ta2.0~3.0,Hf0.4~4.0,余量为Nb和不可避免的残余元素及痕量元素。包括母合金熔炼及定向凝固,定向凝固中,在单晶生长定向凝固炉的温度梯度范围40K/cm~80K/cm,浇注温度1600~1700℃,模壳温度与浇注温度保持一致,在单晶生长抽拉速率为4~8mm/min范围内制备单晶叶片或试棒。CN10256ACN102560212A权利要求书1/1页1.一种高塑性超高温铌基定向合金,其特征在于,按重量百分比计,合金成分如下:C0.015~0.2,B0.005~0.05,Si1.2~4.6,Cr4.0~8.0,Al2.0~5.0,Ti22~26,Ta2.0~3.0,Hf0.4~4.0,余量为Nb和不可避免的残余元素及痕量元素。2.一种权利要求1所述的高塑性超高温铌基定向合金的制备方法,其特征在于:包括母合金熔炼及定向凝固,定向凝固中,在单晶生长定向凝固炉的温度梯度范围40K/cm~80K/cm,浇注温度1600~1700℃,模壳温度与浇注温度保持一致,在单晶生长抽拉速率为4~8mm/min范围内制备单晶叶片或试棒。3.按照权利要求2所述的高塑性超高温铌基定向合金的制备方法,其特征在于:母合金熔炼中,母合金在非自耗真空电弧炉中熔炼,装料时按比例一次加入;熔炼时,电极与炉料间隙在50mm~80mm范围,真空度在0.01Pa~1.5Pa范围内。2CN102560212A说明书1/6页一种高塑性超高温铌基定向合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及高塑性超高温金属材料领域,具体为一种用于涡轮工作叶片材料的高塑性超高温铌基定向合金及其制备方法。背景技术[0002]随着航空航天技术的发展,需要承温能力更高和综合性能更好的超高温金属结构材料。镍基高温合金叶片最高表面温度大约为1150℃,但未来设计要求材料能在1300℃以上工作。Nb基固溶体合金(如C103)以其高熔点、适中的密度以及一定的高温强度已在航天领域得到了广泛的应用,但是该合金不适合应用在航空领域,原因是其抗氧化能力较差和高温强度仍有待进一步提高。由于Nb比Ni密度低、熔点高,且Nb与其它高熔点金属相比,对Cl、N、O有更大的固溶度。因此,Nb作为超高温合金的基体材料很有竞争力,进行析出强化和弥散强化更为有效。另一方面,Nb的金属间化合物(如Nb3Si,Nb5Si3和Cr2Nb等)虽然也具有与纯金属Nb类似的低密度、高弹性模量和高熔点等性能,但金属间化合物固有的低韧性限制了其在飞机发动机等结构零件上的应用。近十年来,以Nb-Si共晶体系为基础的新型Nb基超高温合金引起了高温材料界的广泛关注,它依靠高韧性的Nb基固溶体来提高合金的室温韧性,而依靠金属间化合物相(如Nb3Si或Nb5Si3)来保证合金的高温强度。此外,通过加入Ti,Hf,Cr,Al,B和Y等元素进行多元合金化,可以显著改善其室温断裂韧性、高温蠕变强度以及高温抗氧化能力等性能之间的匹配。同时,密度比第二代单晶高温合金约低20%。因此,该类新型Nb基超高温合金可望应用于1200~1450℃的温度范围,作为超高温替代材料很有竞争力。[0003]为了实现超高温叶片工程化的应用,首先应解决两个最关键的科学问题。一方面,高强度Nb-Ti-Si系合金的设计和评价,进行合金力学性能(高温压缩、拉伸、持久、蠕变性能等)的测试及组织状况研究,选择和筛选更优秀的合金系。在Nb基固溶体合金设计开发的基础上灵活运用金属间化合物粒子弥散强化或凝固过程中析出的共晶强化等技术来制备Nb基超高温合金。[0004]据报道,Nb-10M