Ni-Co-合金，所述合金具有30至65重量％Ni、>0-最多10重量％Fe、>12至<35重量％Co、13至23重量％Cr、1至6重量％Mo、4至6重量％Nb+Ta、>0-<3重量％Al、>0至<2重量％Ti、>0–最多0.1重量％C、>0–最多0.03重量％P、>0–最多0.01重量％Mg、>0–最多0.02重量％B、>0–最多0.1重量％Zr，所述合金满足以下所列出的要求和标准：a)在3原子％＜Al+Ti(原子％)＜5.6原子％以及11.5原子％＜Co＜35原子％的情况下，900℃＜γ'-固溶温度＜1030℃；b)在800℃时效处理退火500h之后的稳定组织和比例Al/Ti>5(基于以原子％计的含量)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】镜-钴合金 本专利技术的主题涉及镍-钴合金。 燃气涡轮机中的旋转盘的重要金属材料是镍合金Alloy718。在表1中列出根据 标准AMS5662的所述合金Alloy718的化学组成。 在表2中列出根据标准AMS5662的合金Alloy718必须满足的机械性质的要求。 此外，对于用作航空涡轮机中的旋转盘而言，要求按照蠕变测试在650°C的温度和550MPa 的负荷在35h的负载时间之后（在还更高的要求下在100h之后）〈0. 2%的伸长以及在疲 劳强度试验（低循环疲劳，LowCycleFatigue/LCF-测试）中预期直至断裂的高循环数。 在此，取决于测试条件，要求几万次循环直至大于十万次循环的循环数，所述测试条件基于 不同的盘设计而指定。根据标准AMS5662,必须满足在三阶段退火之后的机械要求：在介于 940和1000°C之间的退火温度的一阶段固溶退火+在720°C时效硬化8h+620°C维持8h。 两个析出相实质上对镍合金Alloy718的高的强度特性负责。这一方面是y〃-相 Ni3Nb和另一方面为y'_相Ni3(Al，Ti)。第三基本析出相是相，其将合金Alloy718的 应用温度限制在650°C的最高温度，因为高于该温度亚稳的相转变为稳定的相。 通过该转化，材料损失其蠕变强度特性。然而，在材料Alloy718从再熔炼铸锭到经锻造的 钢坯的半成品的制造过程中，S-相在锻造工艺期间具有重要作用，从而实现非常细晶粒的 均匀的晶粒结构。在相的析出温度范围内锻造温度的情况下，在晶粒细化中产生小份 额的相的析出。钢坯组织的该小晶粒仍然存在或者由于在尤其是涡轮机盘的制造时 的热加工而还是细晶粒的，虽然在该情况下从低于相-固溶温度的温度开始锻造。非 常细晶粒的组织是在LCF测试的情况下直至断裂的非常高的循环数的前提条件。因为合 金Alloy718的y' -相的析出温度比大约1020°C的S-相-固溶温度低得多，所述合金 Alloy718具有宽的成型温度窗口，从而使得从铸锭锻造成钢坯或从钢坯锻造成涡轮机盘 在由于Y'_相析出的可能的表面断裂方面是没有困难的，在非常低的温度锻造时可能出 现所述表面断裂。因此，合金Alloy718在热成型工艺方面是非常好的。然而，不足之处在 于合金Alloy718的直至650°C的相对低的应用温度。 另一种镍合金"Waspaloy"由于在直至约750°C的较高温度的良好的组织稳定性 而出众并且因此提供比合金Alloy718高约100K的应用温度。合金Waspaloy由于元素A1 和Ti的更高的合金份额而达到了在高至更高的温度的组织稳定性。由此，合金Waspaloy 具有相的高的固溶温度，这使得较高的应用温度成为可能。合金Waspaloy的化学组 成在表3中根据标准AMS5704列出。 在表4中列出合金Waspaloy根据标准AMS5704必须满足的机械性质方面的要 求。此外，对于用作航空涡轮机中的旋转盘而言，要求按照蠕变测试在测试温度和测试负荷 在35h的负载时间之后（在还更高的要求下在100h之后）〈0. 2%的伸长以及在疲劳强度 试验（低循环疲劳，LowCycleFatigue/LCF-测试）中预期直至断裂的高循环数。在此， 取决于测试条件，要求几万次循环直至大于十万次循环的循环数，所述测试条件基于不同 的盘设计而指定。根据标准AMS5704,必须满足在三阶段退火之后的机械要求：在介于996 和1038°C之间的退火温度的四阶段固溶退火+在845°C稳定化退火4h+在760°C时效硬化 16h〇 然而，约1035°C的高的y' -固溶温度也是合金Waspaloy的差的可热成型性的原 因。在约< 980°C的表面温度的情况下，在从再熔炼铸锭到钢坯或者从钢坯到涡轮机盘的锻 造工艺时就以可能由于Y' -相析出出现在锻件表面处的深度断裂。因此，Waspaloy的成 型温度窗口相当小，这通过在加热炉中多次储存（RUcklagen)引起多个成型加热，由此导 致较长的加工时间和因此较高的制造成本。由于必不可少的较高的锻造温度和不存在晶粒 细化的S-相，由合金Waspaloy构成的经锻造的钢坯不可实现非常细的晶粒结构，如在合 金Alloy718的情形下所描述那样。 为了航空应用，将合金Alloy718和Waspaloy在V頂-炉中作为初生熔体熔融 并在浇铸成圆形电极。在另外的加工步骤之后，所述电极在双熔熔炼法ESU-工艺中或在 VAR-工艺中再熔炼或者在三熔方法V頂/ESU/VAR中生产VAR-再熔炼铸锭。在所述再熔炼 铸锭可以热成型之前，使其经受均质化退火。接着在多个锻造加热中将再熔炼铸锭锻造成 钢坯，再将所述钢坯用作用于制造例如涡轮机盘的锻造前体材料。 1^ 6,730,264公开了以下组成的镍-铬-钴-合金：12至20%0，最高4%1〇， 最高 6%W，0. 4 至 1. 4%Ti，0. 6 至 2. 6%Al，4 至 8%Nb(Ta)，5 至 12%Co,最高 14%Fe， 最高 0? 1%C，0. 003 至 0? 03%P，0. 003 至 0? 015%B，余量的镍。 DE699 34 258T2公开了用于制备由Waspaloy形成的物品的方法，包括以下步 骤： a)提供材料装料，其以重量％计由18至21Cr、3. 5至5Mo、12至15Co、2. 75至 3. 25Ti、l. 2至1. 6A1、至多0. 08Zr、0. 003至0. 010B、余量Ni和可能的杂质组成； b)在真空环境中在低于100ii(13. 33Pa)的压力下在不含陶瓷的熔融系统中熔 融所述材料装料，并将所述材料装料升温至高于合金熔点200°F(93°C)以内的有限的过 执. ， c)在真空环境中在压铸设备的注射筒（Schussbilchse)中浇铸经熔融的原料装 料，从而使经熔融的原料填充少于所述注射筒的一半；和 d)在压力下以可再利用的形式注射经熔融的原料。 本专利技术的目的在于提供合金，所述合金能够兼有两种已知合金Alloy718和 Waspaloy的前文所述的优点，S卩合金Alloy718的良好的可热成型性和合金Waspaloy的直 至约750°C的较高温度的组织稳定性。 该目的由Ni-Co-合金得以解决，所述合金具有30至65重量％Ni、>〇-最多10重 量％?6、>12至〈35重量％Co、13至23重量％Cr、l至6重量％Mo、4至6重量％Nb+Ta、 >〇-〈3重量％A1、>0至〈2重量％Ti、>0 -最多0. 1重量％C、>0 -最多0. 03重量％P、 >0 -最多0. 01重量％Mg、>0 -最多0. 02重量％B、>0 -最多0. 1重量％Zr，所述合金满 足以下所列出的要求和标准： &)在3原子％彡厶1+11(原子％)彡5.6原子％以及11.5原子％彡（：〇彡35原 子％的情况下，900°C彡y'_固溶温度彡1030°C; b)在800°C时效处理退火（AuslagerungsglUhung)500h之后的稳定组织和比例 Al/Ti彡5(基于以原子％计的含量）。 根据本专利技术的合金的有利的实施方案参本文档来自技高网...
【技术保护点】
Ni‑Co‑合金，所述合金具有30至65重量％Ni、>0‑最多10重量％Fe、>12至<35重量％Co、13至23重量％Cr、1至6重量％Mo、4至6重量％Nb+Ta、>0‑<3重量％Al、>0至<2重量％Ti、>0–最多0.1重量％C、>0–最多0.03重量％P、>0–最多0.01重量％Mg,>0–最多0.02重量％B,>0–最多0.1重量％Zr，所述合金满足以下所列出的要求和标准：a)在3原子％≤Al+Ti(原子％)≤5.6原子％以及11.5原子％≤Co≤35原子％的情况下，900℃≤γ'‑固溶温度≤1030℃；b)在800℃时效处理退火500h之后的稳定组织和比例Al/Ti≥5(基于以原子％计的含量)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B格赫曼，J·克勒沃，T·费多洛瓦，J·罗斯勒尔，
申请(专利权)人：VDM金属有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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