钴基合金制品以及钴基合金制品的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种包含Co基合金的多晶体的Co基合金制品，以及制造该Co基合金制品的方法，该Co基合金包含：0.001质量％≤C＜0.100质量％；9.0质量％≤Cr＜20.0质量％；2.0质量％≤Al＜5.0质量％；13.0质量％≤W＜20.0质量％；以及39.0质量％≤Ni＜55.0质量％，余量为Co和不可避免的杂质，其中Co基合金制品包含在多晶体的晶粒内部形成的偏析晶胞，偏析晶胞的平均尺寸为1μm以上100μm以下，并且偏析晶胞包含Al和Cr。胞包含Al和Cr。胞包含Al和Cr。

【技术实现步骤摘要】
钴基合金制品以及钴基合金制品的制造方法


[0001]本专利技术涉及钴基合金制品以及用于制造该钴基合金制品的方法。

技术介绍

[0002]钴(Co)基合金材料与镍(Ni)基合金材料是典型耐热合金材料，因此也称为超合金，并且广泛用作涡轮机(例如，燃气涡轮机和蒸汽涡轮机)的高温部件。虽然Co基合金材料的材料成本高于Ni基合金材料，但Co基合金材料的耐腐蚀性和耐磨性优异，并且容易引起固溶强化。因此，已经将Co基合金材料用作涡轮机的固定叶片和燃烧器用部件。
[0003]常规Co基合金材料包括例如专利文献1描述的Co基合金。专利文献1公开了一种Co基合金，其组成包含0.001质量％≤C＜0.100质量％、9.0质量％≤Cr＜20.0质量％、2.0质量％≤Al＜5.0质量％、13.0质量％≤W＜20.0质量％以及39.0质量％≤Ni＜55质量％，余量为Co和不可避免的杂质，并且在不可避免的杂质中，Mo、Nb、Ti和Ta的含量为Mo＜0.010质量％、Nb＜0.010质量％、Ti＜0.010质量％并且Ta＜0.010质量％。专利文献1表明可以提供这样的Co基合金，其高温强度高于常规Co基合金，并且热加工性等同或高于常规Co基合金，因此适合锻造。
[0004]专利文献1：JP
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A
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2012
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041627
[0005]非专利文献1：Xiangfang Xu,et al.:Enhancing mechanical properties of wire+arc additively manufactured INCONEL 718superalloy through in
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process thermomechanical processing,Material and Design,160(2018)1042
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1051

技术实现思路

[0006]近年来，增材制造(AM)已经作为能够容易地制造复杂形状的方法而用于制造工业制品，这些复杂形状难以通过诸如机械加工和铸造之类的常规加工方法进行制造。在AM技术中，将线材用作原材料的线材增材制造(在下文中称为“WAM”)具有诸如成形速度快、设备成本低、材料收率良好等优点，并且作为用于制造大型金属部件的技术，受到工业制造部门的关注。例如，在非专利文献1中，为了将WAM法应用于制造涡轮机的高温部件，研究了使用例如INCONEL(Huntington Alloys Corporation的注册商标)718的Ni基合金的成形方法。然而，与常规Ni基合金锻造材料相比，由该Ni基合金制成的WAM成形制品的机械强度显著降低，并且没有获得足够的性能。因此，希望开发一种WAM成形制品，其强度不会显著低于常规Ni基合金锻造材料和Co基合金锻造材料，并且高温强度与其相似。
[0007]鉴于上述情况，本专利技术的目的在于通过WAM方法提供一种Co基合金制品以及用于制造该Co基合金制品的方法，其中与使用常规Ni基合金锻造材料和Co基合金锻造材料的制品相比，该Co基合金制品的强度不会显著下降，该Co基合金制品的高温强度与使用常规Ni基合金锻造材料和Co基合金锻造材料的制品相似，并且实现了改善的收率。
[0008]即，本专利技术涉及以下构成(1)至(20)。
[0009](1)一种Co基合金制品，其包含Co基合金的多晶体，
[0010]Co基合金包含：
[0011]0.001质量％≤C＜0.100质量％；
[0012]9.0质量％≤Cr＜20.0质量％；
[0013]2.0质量％≤Al＜5.0质量％；
[0014]13.0质量％≤W＜20.0质量％；以及
[0015]39.0质量％≤Ni＜55.0质量％，
[0016]余量为Co和不可避免的杂质，
[0017]其中Co基合金制品包含在多晶体的晶粒内部形成的偏析晶胞，偏析晶胞的平均尺寸为1μm以上100μm以下，并且偏析晶胞包含Al和Cr。
[0018](2)根据(1)所述的Co基合金制品，其中Co基合金还包含选自由以下组成的组中的至少一种元素：
[0019]Mo≤3.0质量％；
[0020]Nb≤2.0质量％；
[0021]Ti≤2.0质量％；以及
[0022]Ta≤2.0质量％。
[0023](3)根据(1)或(2)所述的Co基合金制品，其中Co基合金还包含选自由以下组成的组中的至少一种元素：
[0024]0.001质量％≤B＜0.020质量％；
[0025]0.0001质量％≤Zr＜0.010质量％；
[0026]Mg≤0.10质量％；以及
[0027]Ca≤0.20质量％。
[0028](4)根据(1)或(2)所述的Co基合金制品，该Co基合金制品在800℃的0.2％弹性极限应力为650MPa以上。
[0029](5)根据(3)所述的Co基合金制品，该Co基合金制品在800℃的0.2％弹性极限应力为650MPa以上。
[0030](6)根据(1)或(2)所述的Co基合金制品，该Co基合金制品在800℃的拉伸强度为850MPa以上。
[0031](7)根据(3)所述的Co基合金制品，该Co基合金制品在800℃的拉伸强度为850MPa以上。
[0032](8)根据(1)或(2)所述的Co基合金制品，还包含在晶粒内部共格析出的γ'相。
[0033](9)根据(3)所述的Co基合金制品，还包含在晶粒内部共格析出的γ'相。
[0034](10)一种用于制造根据(1)或(2)所述的Co基合金制品的方法，该方法包括：
[0035]准备包含Co基合金的线材的步骤；
[0036]对线材进行增材制造以获得Co基合金成形制品的步骤；
[0037]在低于1,150℃的温度对Co基合金成形制品进行固溶热处理的步骤；以及
[0038]在固溶热处理后进行时效热处理以获得Co基合金制品的步骤。
[0039](11)一种用于制造根据(3)所述的Co基合金制品的方法，该方法包括：
[0040]准备包含Co基合金的线材的步骤；
[0041]对线材进行增材制造以获得Co基合金成形制品的步骤；
[0042]在低于1,150℃的温度对Co基合金成形制品进行固溶热处理的步骤；以及
[0043]在固溶热处理后进行时效热处理以获得Co基合金制品的步骤。
[0044](12)根据(10)所述的方法，
[0045]其中，在固溶热处理前，Co基合金成形制品包含在多晶体的晶粒内部形成的偏析晶胞，并且偏析晶胞的平均尺寸为1μm以上100μm以下。
[0046](13)根据(11)所述的方法，
[0047]其中，在固溶热处理前，Co基合金成形制品包含在多晶体的晶粒内部形成的偏析晶胞，并且偏析晶胞的平均尺寸为1μm以上100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Co基合金制品，其包含Co基合金的多晶体，所述Co基合金包含：0.001质量％≤C＜0.100质量％；9.0质量％≤Cr＜20.0质量％；2.0质量％≤Al＜5.0质量％；13.0质量％≤W＜20.0质量％；以及39.0质量％≤Ni＜55.0质量％，余量为Co和不可避免的杂质，其中所述Co基合金制品包含在所述多晶体的晶粒内部形成的偏析晶胞，所述偏析晶胞的平均尺寸为1μm以上100μm以下，并且所述偏析晶胞包含Al和Cr。2.根据权利要求1所述的Co基合金制品，其中所述Co基合金还包含选自由以下组成的组中的至少一种元素：Mo≤3.0质量％；Nb≤2.0质量％；Ti≤2.0质量％；以及Ta≤2.0质量％。3.根据权利要求1或2所述的Co基合金制品，其中所述Co基合金还包含选自由以下组成的组中的至少一种元素：0.001质量％≤B＜0.020质量％；0.0001质量％≤Zr＜0.010质量％；Mg≤0.10质量％；以及Ca≤0.20质量％。4.根据权利要求1或2所述的Co基合金制品，所述Co基合金制品在800℃的0.2％弹性极限应力为650MPa以上。5.根据权利要求3所述的Co基合金制品，所述Co基合金制品在800℃的0.2％弹性极限应力为650MPa以上。6.根据权利要求1或2所述的Co基合金制品，所述Co基合金制品在800℃的拉伸强度为850MPa以上。7.根据权利要求3所述的Co基合金制品，所述Co基合金制品在800℃的拉伸强度为850MPa以上。8.根据权利要求1或2所述的Co基合金制品，还包含在所述晶粒内部共格析出的γ'相。9.根据权利要求3所述的Co基合金制品，还包含在所述晶粒内部共格析出的γ'相。10.一种用于制造根据权利要求1或2所述的Co基合金制品的方法，所述方法包括：准备包含所述Co基合金的线材的步骤；对所述线材进行增材制造以获得Co基合金成形制品的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：江口滋信，今野晋也，太田敦夫，杉山健二，熊谷祥希，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：