一种粉末高温合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108425037A(43)申请公布日2018.08.21(21)申请号201810327365.3(22)申请日2018.04.12(71)申请人北京钢研高纳科技股份有限公司地址100081北京市海淀区大柳树南村19号(72)发明人陶宇吴超杰贾建刘建涛张义文侯琼(74)专利代理机构北京天达知识产权代理事务所(普通合伙)11386代理人龚颐雯胡时冶(51)Int.Cl.C22C19/05(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书13页附图2页(54)发明名称一种粉末高温合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种粉末高温合金，属于金属材料技术领域，解决了当前航空发动机中涡轮盘等热端部件对高温合金材料要求苛刻、而现有高温合金材料无法满足其性能要求的技术问题。该粉末高温合金的化学成分及其质量分数为：Cr7～12％；Co15～20％；W2.5～3.5％；Mo2.5～3.5％；Ta2.2～2.8％；Nb2.2～2.8％；Al3.0～3.6％；Ti2.8～3.4％；Hf0.3～0.7％；C0.03～0.08％；B0.03～0.06％；Zr0.03～0.06％，余量为Ni。该粉末高温合金具有良好的高温强度和高温组织稳定性，以及优异的高温蠕变性能和高温持久性能，主要用于制备航空发动机涡轮盘等热端部件。CN108425037ACN108425037A权利要求书1/1页1.一种粉末高温合金，其特征在于，所述合金的化学成分及其质量分数为：Cr7～12％；Co15～20％；W2.5～3.5％；Mo2.5～3.5％；Ta2.2～2.8％；Nb2.2～2.8％；Al3.0～3.6％；Ti2.8～3.4％；Hf0.3～0.7％；C0.03～0.08％；B0.03～0.06％；Zr0.03～0.06％，余量为Ni。2.根据权利要求1所述的粉末高温合金，其特征在于：所述粉末高温合金的中Al、Ti、Nb、Ta的总质量分数为：10.4％≤(Al+Ti+Nb+Ta)≤12.2％。3.根据权利要求2所述的粉末高温合金，其特征在于，所述粉末高温合金中Al、Ti的总质量分数为：6.0％≤(Al+Ti)≤6.5％；Al、Ti的质量比为：1.00≤(Al/Ti)≤1.28。4.根据权利要求1所述的粉末高温合金，其特征在于，所述粉末高温合金中Nb、Ta、Hf的总质量分数为：5.0％≤(Nb+Ta+Hf)≤5.9％；Nb、Ta的质量比为：0.7≤(Nb/Ta)≤1.1。5.根据权利要求1所述的粉末高温合金，其特征在于，所述粉末高温合金中Cr、Co、W、Mo的总质量分数为：29.0％≤(Cr+Co+W+Mo)≤38.5％。6.根据权利要求5所述的粉末高温合金，其特征在于，所述粉末高温合金中Cr、W、Mo的总质量分数为：(Cr+W+Mo)≤18.0％。7.根据权利要求1-6任一项所述的粉末高温合金，其特征在于，所述粉末高温合金的工作温度为815℃～850℃。8.一种粉末高温合金制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至7任一项所述的粉末高温合金，所述制备方法包括以下步骤：S1.按粉末高温合金的化学成分及其质量分数配制原料，采用真空感应熔炼工艺制备母合金棒料；S2.将母合金棒料制成合金粉末；S3.合金粉末装入低碳钢包套，进行真空脱气和封焊，得到封焊后的合金粉末；S4.对封焊后的合金粉末进行热等静压成形，得到锭坯；S5.对成形后的锭坯进行热处理，得到粉末高温合金。9.根据权利要求8所述的粉末高温合金制备方法，其特征在于，所述S2中，采用旋转电极法将母合金棒料制成合金粉末，所述合金粉末的粒度为50μm～150μm。10.根据权利要求8所述的粉末高温合金制备方法，其特征在于，所述S4中，热等静压的温度为1160℃～1200℃，热等静压的压力为120MPa～140MPa，热等静压的时间为3h～5h。2CN108425037A说明书1/13页一种粉末高温合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种应用于航空发动机涡轮盘的新型第四代粉末高温合金及其制备方法。背景技术[0002]涡轮盘是航空发动机中最为重要的热端部件之一，其工作条件对材料的高温组织稳定性、高的比强度、高损伤容限、高蠕变性能和热疲劳性能、抗氧化和耐腐蚀性等要求十分苛刻。粉末高温合金具有组织均匀、无宏观偏析、晶粒细小、屈服强度高、疲劳性能好等优点，因此，成为制备涡轮盘的首选材料。[0003]美国于上世纪六十年代制定了MATE计划(先进涡轮发动机材料研究计划)，开始研制粉末高温合金。从其发展历程来看：第一代合金(以René95为代表)属于高强型，第二代合金(以René88DT为代表)属于损伤容限型，