一种强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金及制备方法技术

一种强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金及制备方法。所述强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金由Al、Ta、W、Re、Mo、Cr、Co、Hf和Ni组成。Ta元素在γ′形成元素Al、Ta中的占比x为0.1283～0.2282。W元素以Ni‑W合金的方式加入。通过固溶处理、高温时效处理和低温时效处理，得到具有强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金。本发明专利技术具有较高的中、高温强度，以及良好的瞬时拉伸性能和蠕变性能，并且合金中稀贵元素Re的含量低，极大降低了合金成本。

【技术实现步骤摘要】
一种强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金及制备方法
本专利技术涉及材料领域，具体是一种强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金及制备方法。
技术介绍
高温合金是指能够在600℃以上高温承受较大复杂应力，并具有表面稳定性的高合金化铁基、钴基或镍基奥氏体金属材料。镍基单晶高温合金具有较高的高温强度，优良的蠕变、疲劳抗力，良好的抗氧化、抗腐蚀的性能，被广泛应用于航空发动机和燃气轮机的热端部件。γ′相是镍基单晶高温合金中的强化相，是具有面心立方结构的Ni3Al型金属间化合物，其自身物性参数、尺寸大小、体积分数和组织形貌共同决定了合金的力学性能。Al和Ta是γ′相形成元素，决定强化相的数量、溶解温度和强度，同时有效改善合金的抗氧化性和抗腐蚀性。在单晶高温合金发展的过程中，合金承温能力的不断提高，主要原因在于难熔元素含量不断增加。在典型的第一代、第二代和第三代镍基单晶高温合金中，Re含量分别为0wt.％、3wt.％、6wt.％。这是因为Re元素扩散系数低，有效降低了高温下组织演化速率，显著提升了合金的高温蠕变性能。但随着Re元素的大量加入，也带了合金成本高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金，其特征在于，由Al、Ta、W、Re、Mo、Cr、Co、Hf和Ni组成；其中：Al为5.14～6.15wt％，Ta为6.03～10.38wt％，W为5.66～6.47wt％，Re为3.93～4.37wt％，Mo为1.41～1.65wt％，Cr为2.17～2.91wt％，Co为11.17～12.64wt％，Hf为0～0.1wt％，余量为Ni。/n

【技术特征摘要】
1.一种强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金，其特征在于，由Al、Ta、W、Re、Mo、Cr、Co、Hf和Ni组成；其中：Al为5.14～6.15wt％，Ta为6.03～10.38wt％，W为5.66～6.47wt％，Re为3.93～4.37wt％，Mo为1.41～1.65wt％，Cr为2.17～2.91wt％，Co为11.17～12.64wt％，Hf为0～0.1wt％，余量为Ni。


2.如权利要求1所述强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金，其特征在于，Ta元素在γ′形成元素Al、Ta中的占比x为0.1283～0.2282；所述x＝CTa/(CAl+CTa)，其中，CTa为Ta在合金中的原子百分含量，CAl为Al在合金中的原子百分含量。


3.如权利要求1所述强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金，其特征在于，所述W元素以Ni-W合金的方式加入；所述的Ni-W合金是将所述W与所述Ni混合，制成W含量为20％的Ni-W中间合金。


4.如权利要求3所述强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金，其特征在于，所述Ni-W中间合金为块状，外形尺寸小于40mm×40mm×40mm。


5.一种制备权利要求1所述强化γ′相的第三代镍基单晶高温合金的方法，其特征在于，具体过程是：
步骤1，制备母合金锭：
按所述合金成分配料；通过真空感应熔炼制备母合金；合金在1540℃～1580℃精炼5mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄太文，李卓然，刘林，张军，王博，苏海军，杨文超，郭敏，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61