一种改善宽温度范围抗氧化性能的Nb-Si基多元合金材料制造技术

本发明专利技术公开了一种改善宽温度范围抗氧化性能的Nb‑Si基多元合金材料，由40～50at.％的Nb、20～30at.％的Ti、10～18at.％的Cr、1～3at.％的Al、0～4at.％的Hf、13～19at.％Si、0～4at.％的Sn、0～3at.％的Ta、0～6at.％的Ge和0～6at.％的B组成，其中，Si和Ge的含量之和在16～20at.％，B、Sn和Ta的含量之和在2～5at.％，且上述各元素的原子百分含量之和为100％。按照本案所述的成分配比及制备方法得到的Nb‑Si基多元合金材料在中高温范围内的抗氧化性能得到较大改善。

A NB Si based multielement alloy material for improving oxidation resistance in wide temperature range

【技术实现步骤摘要】
一种改善宽温度范围抗氧化性能的Nb-Si基多元合金材料
本专利技术涉及超高温合金材料领域，尤其涉及到一种在中温和高温抗氧化性能方面得到改善的Nb-Si基多元合金材料。
技术介绍
Nb-Si基多元合金由于熔点高(＞1750℃)、密度低(6.6-7.2g/cm3)，并且在断裂强度、疲劳性能和加工性能等方面具有明显的优势，已成为未来高性能燃气涡轮发动机材料最具潜力的候选者，有望应用于先进航空和航天燃气涡轮发动机中某些高温固定部件和高温转动部件。Nb-Si基多元合金主要依靠金属固溶体相(NbSS)来提高其室温韧性，通过金属间化合物相(Nb5Si3、Nb3Si和Cr2Nb等)来提高其高温强度和高温抗氧化性能，通过恰当组合，获得强韧性匹配性能优异的超高温结构材料。然而，Nb-Si基多元合金在600℃-1300℃的工作环境下氧化现象严重，限制了其在航空航天领域的应用。Nb-Si基多元合金在(600-800℃)会发生粉化氧化，而在1000℃以上高温生成的氧化膜疏松多孔，不能对其基体金属起防护作用。近期的主要研究集中在提升Nb-Si基多元合金的高温抗氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善宽温度范围抗氧化性能的Nb-Si基多元合金材料，其特征在于：由40～50at.％的Nb、20～30at.％的Ti、10～18at.％的Cr、1～3at.％的Al、0～4at.％的Hf、13～19at.％Si、0～4at.％的Sn、0～3at.％的Ta、0～6at.％的Ge和0～6at.％的B组成，其中，Si和Ge的含量之和在16～20at.％，B、Sn和Ta的含量之和在2～5at.％，且上述各元素的原子百分含量之和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善宽温度范围抗氧化性能的Nb-Si基多元合金材料，其特征在于：由40～50at.％的Nb、20～30at.％的Ti、10～18at.％的Cr、1～3at.％的Al、0～4at.％的Hf、13～19at.％Si、0～4at.％的Sn、0～3at.％的Ta、0～6at.％的Ge和0～6at.％的B组成，其中，Si和Ge的含量之和在16～20at.％，B、Sn和Ta的含量之和在2～5at.％，且上述各元素的原子百分含量之和为100％。


2.根据权利要求1所述的一种改善宽温度范围抗氧化性能的Nb-Si基多元合金材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
1)选取原材料Nb块、海绵Ti、Si块、Al块、Hf粒、B粒、Cr块、Ge块、Ta箔、Sn块、B粒，其纯度均为99.97wt.％，去除原材料表面杂物和氧化物；
2)按照Nb-Ti-Si-Al-Hf-B-Cr-Ge-Sn-Ta目标成分配比分别称取各原材料，以200～300克/锭计，并将其放入真空非自耗电弧熔炼炉内，按熔点由低到高的顺序依次叠放；
3)在非自耗真空电弧炉内，抽真空至1×10-3-5×10-3Pa，充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在氩气保护下反复熔炼，以确保电弧锭成分的均匀；
4)将步骤3)中制得的合金锭放入超高温高真空热处理炉内，同时在合金锭周围放一些海绵Ti以达到吸氧的目的；
5)抽真空至3×10-3-6×10-3Pa时开始加热，升温速率为12～15℃/min；当炉内温度达到1000℃时停止抽真空，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏琳芬，卓冠群，杨建勇，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35