一种具有梯度纳米结构表层的高温合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有梯度纳米结构表层的高温合金及其制备方法，属于金属材料表面纳米化技术领域。利用表面机械碾磨技术对高温合金进行处理，通过球形头压入材料表面一定深度进行碾磨，使材料表层产生梯度塑性变形，高温合金表面形成了由纳米晶粒向微米晶粒过渡的梯度组织结构，自表及里产生很大的硬度梯度，解决了高温合金存在的表层晶粒粗大，微观组织不均匀，力学性能不足等问题。本发明专利技术具有处理简单，能耗低，适合于工业应用等特点。适合于工业应用等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有梯度纳米结构表层的高温合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属材料表面纳米化
，特别涉及一种具有梯度纳米结构表层的高温合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]二十世纪以来，航空技术逐步走向成熟，其中航空发动机的发展提供了重要的推动力，作为制造航空发动机重要金属材料的高温合金得到了快速发展，由于高温合金兼具耐高温、抗氧化、耐腐蚀的性能特点，在燃气轮机、汽车发动机、核电等多个领域得到了应用。高温合金按基体元素种类可分为：1)铁基高温合金：铁基高温合金以Fe为基体，加入Ni用来稳定奥氏体组织，利用Cr提高合金的抗氧化和耐腐蚀能力的一类合金，同时加入Mo、V进行固溶强化，加入Ti、Al或Nb进行沉淀强化。铁基高温合金成本低廉，中温力学性能良好，热加工变形容易，在涡轮盘和涡轮叶片等材料中应用广泛。2)镍基高温合金:镍基高温合金的含镍量在一半以上，加入一定数量的Cr元素组成Ni
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Cr二元系为基体的镍基高温合金，并加入固溶强化、沉淀强化和晶界强化元素进行强化，比如Co、Al、Ti、B等元素。镍基高温合金具有良好的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有梯度纳米结构表层的高温合金，其特征在于：所述高温合金具有梯度纳米结构表层，表层晶粒尺寸由外至内由纳米尺度至微米尺度呈梯度变化，按晶粒尺寸大小将表层由外至内依次划分为纳米晶层、亚微米晶层和变形晶粒层。2.按照权利要求1所述的具有梯度纳米结构表层的高温合金，其特征在于：所述高温合金的梯度纳米结构表层中，纳米晶层晶粒尺寸小于100nm，亚微米晶层晶粒尺寸在100
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1000nm，变形晶粒层晶粒尺寸在1000nm和基体晶粒尺寸之间。3.按照权利要求1所述的具有梯度纳米结构表层的高温合金，其特征在于：所述梯度组织结构表层厚度为100
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600μm，其中纳米晶层厚度为10
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70μm，亚微米晶层厚度为10
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200μm，变形晶粒层厚度为10
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600μm。4.按照权利要求1所述的具有梯度纳米结构表层的高温合金，其特征在于：所述纳米晶层硬度梯度变化范围在5.0
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35.0GPa/mm，亚微米晶层硬度梯度变化范围在1.0
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20.0GPa/mm，变形晶粒层硬度梯度变化范围在1.0
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15.0GPa/mm。5.按照权利要求1所述的具有梯度纳米结构表层的高温合金，其特征在于：所述高温合金为镍基高温合金、铁基高温合金或钴基高温合金；所述高温合金的纳米晶层、亚微米晶层、变形晶粒层以及基体层之间均无明显界面。6.权利要求1
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5任一项所述的具有梯度纳米结构表层的高温合金的制备方法，其特征在于：该方法是利用表面机械碾磨技术对高温合金进行处理，将加工刀具压入材料表面一定深度，通过加工刀具前端的球形头在材料表面碾磨产...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晨，张宝兵，李秀艳，卢柯，唐赢广，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：