一种铁镍钴基粉末合金及提高其延伸率的方法技术

本发明专利技术是关于一种铁镍钴基粉末合金及提高其延伸率的方法，涉及合金制备技术领域。该方法包括：根据所述铁镍钴基粉末合金的延伸率要求确定满足所述延伸率要求的所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围；根据所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围确定制备所述铁镍钴基粉末合金的工艺方法；利用所述工艺方法进行所述铁镍钴基粉末合金的制备。本发明专利技术的根据铁镍钴基粉末合金的延伸率要求确定满足所述延伸率要求的参数的数值范围，在这些参数的数值范围内的铁镍钴基粉末合金的延伸率较高，室温断后延伸率可达到13.0～13.5%，650℃高温拉伸断后延伸率21.5～25.5%，塑性十分优异。分优异。分优异。

【技术实现步骤摘要】
一种铁镍钴基粉末合金及提高其延伸率的方法


[0001]本专利技术涉及合金制备
，尤其涉及一种铁镍钴基粉末合金及提高其延伸率的方法。

技术介绍

[0002]高温合金由于具有良好的高温强度、抗氧化性、抗热腐蚀性和优异的蠕变性能、疲劳性能等一系列综合性能，一直被广泛应用于航空航天和工业燃气轮机的涡轮叶片、涡轮盘等高温转子部件的关键材料。
[0003]高温合金按制备工艺主要可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。由于高温合金具有合金化程度高的特点，钼、钨、铌等强化元素含量不断增加导致铸造高温合金成分宏观偏析严重、显微组织以及材料性能不均匀等问题，最终使得高温合金的铸锻等热加工性能较差，而采用粉末冶金技术制备的粉末高温合金，具有合金化程度高、晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、高温综合性能好等优点。以铁镍基面心立方（FCC）晶体结构为基础，添加其他合金化元素改性制备一种新型铁钴镍基粉末高温合金具有广泛的应用前景。
[0004]另外，有一类合金被称为高熵合金，高熵合金至少由五种组元组成，且每种组元原子百分比在5%~35%之间，是一种新型固溶体合金。这种不同于传统合金的设计理念拓宽了金属材料的应用及研究范围。这种独特的晶体结构组织使得高熵合金呈现出许多优异性能，如高的强度、耐氧化、耐腐蚀性和热稳定性等，是一种具有无限潜力的新型结构和功能材料。
[0005]其中，以Co、Ni、Fe、Cr、Mo五种组元为基础，通过添加W、Nb、C、Si等合金化元素对其材料改性，得到的近高熵类铁钴镍基粉末高温合金在高温下具有优异的高温抗氧化、抗腐蚀、抗疲劳等性能，可应用于高温环境中工作的大型燃气轮机、发动机等的零部件。但现有公开技术（专利CN 104651657 A一种析出强化型铁镍钴基高温合金的制备方法，以及专利CN 102605278 B一种高温合金及其热等静压烧结方法）制备的近高熵铁钴镍基粉末高温合金材料的塑性较差，室温拉伸断后延伸率（δ）一般在1.6～6.0%，650℃高温拉伸断后延伸率在3.0～9.0%，这使得该合金零件在装配使用过程中，由于受到冲击容易开裂，因此限制了该合金进一步工程化推广应用。因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
[0006]需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种铁镍钴基粉末合金及提高其延伸率的方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0008]本专利技术提供一种提高铁镍钴基粉末合金延伸率的方法，包括：
根据所述铁镍钴基粉末合金的延伸率要求确定满足所述延伸率要求的所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围；根据所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围确定制备所述铁镍钴基粉末合金的工艺方法；利用所述工艺方法进行所述铁镍钴基粉末合金的制备；其中，所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围为：每100μm2的强化相颗粒数量≥15，金相组织的平均晶粒尺寸≤2μm，所述铁镍钴基粉末合金的密度≥8.40 g/cm3；所述制备所述铁镍钴基粉末合金的工艺方法包括以下步骤：按照预设质量百分比配制合金原料；筛选出预设粒度的粉末，并将所述粉末装入包套内；将所述包套装入热等静压炉内按照预设工艺参数进行烧结；热等静压烧结结束后，冷却、去外皮，得到符合所述延伸率要求的铁镍钴基粉末合金。
[0009]优选的，所述预设粒度的粉末的目数≥300目。
[0010]优选的，所述包套为低碳钢金属包套。
[0011]优选的，所述热等静压炉内的烧结温度为1160
‑
1260℃。
[0012]优选的，所述热等静压炉内的烧结压力为130
‑
180Mpa。
[0013]优选的，所述热等静压炉内的烧结时间为140
‑
180mim。
[0014]优选的，所述低碳钢金属包套的壁厚为1.5 mm～2.5 mm。
[0015]本专利技术还提供了一种铁镍钴基粉末合金，采用上述方法中任一项所述的方法制备所述铁镍钴基粉末合金，所述铁镍钴基粉末合金的延伸率为：室温延伸率≥7%，650℃高温延伸率≥10%。
[0016]优选的，所述预设质量百分比配制合金原料组成为：镍20
‑
23%，钴21
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24%，铬15
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20%，钼8
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12%，铌3
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5%，钨1.5
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3.5%，碳0.1
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0.8%，硅0.5
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1.0%，锰0.1
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0.4%，其余为铁和杂质。
[0017]本专利技术可以实现以下有益效果：根据铁镍钴基粉末合金的延伸率要求确定满足所述延伸率要求的参数的数值范围，在这些参数的数值范围内的铁镍钴基粉末合金的延伸率较高，室温断后延伸率可达到13.0～13.5%，650℃高温拉伸断后延伸率21.5～25.5%，塑性十分优异。利用制备工艺制备出符合该参数的数值范围的铁镍钴基粉末合金，得到的合金的延伸率显著高于现有技术水平，使该合金制造的零件可应用于剧烈振动或敲击等高温环境或恶劣工况，推动了铁钴镍基粉末高温合金更加广泛的应用。
附图说明
[0018]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1示出本专利技术实施例中提高铁镍钴基粉末合金延伸率的方法的流程图；
图2示出本专利技术实施例中制备所述铁镍钴基粉末合金的工艺方法的流程图；图3示出本专利技术实施例1制备出的合金在500倍电镜下的照片；图4示出本专利技术实施例1制备出的合金在1000倍电镜下的照片；图5示出本专利技术实施例2制备出的合金在500倍电镜下的照片；图6示出本专利技术实施例2制备出的合金在1000倍电镜下的照片；图7示出本专利技术实施例3制备出的合金在500倍电镜下的照片；图8示出本专利技术实施例3制备出的合金在1000倍电镜下的照片。
具体实施方式
[0020]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
[0021]本专利技术实施例首先提供了一种提高铁镍钴基粉末合金延伸率的方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤S100，根据所述铁镍钴基粉末合金的延伸率要求确定满足所述延伸率要求的所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围。例如制备室温延伸率≥7%，6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高铁镍钴基粉末合金延伸率的方法，其特征在于，包括：根据所述铁镍钴基粉末合金的延伸率要求确定满足所述延伸率要求的所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围；根据所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围确定制备所述铁镍钴基粉末合金的工艺方法；利用所述工艺方法进行所述铁镍钴基粉末合金的制备；其中，所述铁镍钴基粉末合金的性能参数的数值范围为：每100μm2的强化相颗粒数量≥15，金相组织的平均晶粒尺寸≤2μm，所述铁镍钴基粉末合金的密度≥8.40 g/cm3；所述制备所述铁镍钴基粉末合金的工艺方法包括以下步骤：按照预设质量百分比配制合金原料；筛选出预设粒度的粉末，并将所述粉末装入包套内；将所述包套装入热等静压炉内按照预设工艺参数进行烧结；热等静压烧结结束后，冷却、去外皮，得到符合所述延伸率要求的铁镍钴基粉末合金。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设粒度的粉末的目数≥300目。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包套为低碳钢金属包套。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热等静压炉内的烧结温度为1160
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1260℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新锋，刘李旭，向长淑，贺卫卫，陈斌科，王辉，姚甜，苏腾飞，孙恒超，肖成桥，
申请(专利权)人：西安赛隆金属材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：