【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金材料，具体涉及一种镍基氧化物弥散强化合金材料及其制备方法。
技术介绍
1、氧化物弥散强化镍基合金ma754是一种新型耐高温材料，它含有超细氧化物质点弥散强化和弥散的柯氏气团，能形成超稳定的强化态，有抗高温蠕变等特性，相较于不含弥散氧化物的常规高温合金，在航空发动机等设备中用作热端部件展现出了更为优异的耐高温性能。随着科技的发展，对材料服役温度提出了更高的要求，需要开发一种更高性能的高温合金。
2、相对于一般的高温合金，ma754合金具有氧化物弥散强化机制，因而拥有更为优异的力学性能。然而，氧化物容易在高温下发生团聚，从而破坏合金原本特殊的组成和结构，降低了材料的力学性能。为了保证氧化物在合金中的弥散分布，需要尽可能降低烧结温度并缩短保温时间，使材料能够满足实际应用的需求。
3、本专利技术通过混合两种不同熔点的合金粉末，以高熔点合金粉末为接头区骨架，以低熔点合金粉末为浸润相，通过低熔点合金熔化时降熔元素b和zr向高熔点合金扩散，在保温阶段发生等温凝固，从而降低烧结温度，形成组织与成分较为均匀的固溶体；利用ti和nb元素在高温合金中引起的晶格畸变实现固溶强化，并利用ti改善合金的抗氧化性能。利用sps烧结能够快速升温，缩短保温时间，进一步减少氧化物在高温的团聚。在以上工艺条件下，能够获得一种镍基氧化物弥散强化合金材料。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种镍基氧化物弥散强化合金材料，该镍基氧化物弥散强
2、本专利技术的另一目的在于一种镍基氧化物弥散强化合金材料的制备方法，该制备方法采用高能球磨和放电等离子烧结技术。
3、本专利技术的首要目的通过以下技术方案实现：
4、一种镍基氧化物弥散强化合金材料，由两种不同熔点的镍基合金粉末混合制备而成；具体的成分如下：高熔点合金粉末成分为镍74.1～77.1wt.％、铬20wt.％、钛0.5～2wt.％、铌0.5～2wt.％、铁1wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；低熔点合金粉末成分为镍77.6～79.6wt.％、铬20wt.％、锆6～8wt.％、硼2wt.％、铁1wt.％、钛0.5wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；所述低熔点合金粉末在复合粉末中质量占比为1～3％。
5、优选地，步骤(1)中所述高熔点合金粉末成分为镍76.1wt.％、铬20wt.％、钛1wt.％、铌1wt.％、铁1wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；低熔点合金粉末成分为镍68.6wt.％、铬20wt.％、锆7wt.％、硼2wt.％、铁1wt.％、钛0.5wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％，所述低熔点合金粉末在复合粉末中质量占比为3％。
6、优选地，所述镍基氧化物弥散强化合金材料的抗拉强度为935.57～951.88mpa，硬度为329.47～356.05hv。
7、一种镍基氧化物弥散强化合金材料的制备方法，包括以下步骤：
8、(1)将镍粉、铬粉、钛粉、铌粉、铁粉、铝粉和纳米氧化钇粉末进行高能球磨，干燥，获得高熔点合金粉末；将镍粉、铬粉、锆粉、硼粉、铁粉、钛粉、铝粉和纳米氧化钇粉末进行高能球磨，干燥，获得低熔点合金粉末；将球磨后的粉末干燥后过筛，获得颗粒尺寸≤15μm的粉末；
9、(2)将所得高熔点合金粉末、低熔点合金粉末按低熔点合金粉末质量占比1％～3％进行机械混合，得到复合合金粉末；
10、(3)将步骤(2)所得复合合金粉末进行放电等离子烧结，获得镍基氧化物弥散强化合金材料。
11、优选地，步骤(1)中干燥的温度为60～80℃，时间为12h。
12、优选地，步骤(1)中高能球磨的具体条件为，
13、转速：300～400rpm；
14、球料比：10:1；
15、采用直径分别为10mm、6mm、3mm的不锈钢磨球共3kg，其质量比为1:3:1；
16、球磨气氛：氩气；
17、球磨时间：48～72h。
18、本专利技术使用的不锈钢磨球是三种不同直径类型的，他们密度相同，其数量是根据质量决定的。比如，根据密度＝质量/体积，100g直径10mm磨球可能有10个的话，100g直径6mm的磨球大概就是10x(1000/216)个。
19、优选地，步骤(2)中机械混合的具体条件为，
20、转速：100～120rpm；
21、不添加不锈钢磨球；
22、机械混合气氛：氩气；
23、机械混合时间：12～24h。
24、优选地，步骤(3)具体的烧结条件为，
25、烧结气氛：真空；
26、升温速率：0-6分钟：100℃/min；6-11分钟：85℃/min；
27、烧结温度：1025～1050℃；
28、保温时间：10min。
29、本专利技术相对于现有技术具有如下优点及有益效果：
30、本专利技术通过高能球磨分别制备高、低两种熔点的合金粉末，实现元素的均匀弥散分布；本专利技术利用高熔点合金粉末中的钛和铌元素在高温合金中引起的晶格畸变实现固溶强化，并利用钛改善合金的抗氧化性能；利用低熔点合金粉末中降熔元素硼和锆降低了镍基氧化物弥散强化合金材料的烧结温度，防止了弥散氧化物在高温发生偏聚导致弥散强化的失效；将合金粉末采用放电等离子烧结，利用低熔点合金熔化时降熔元素向高熔点合金的扩散实现了等温凝固，降低了氧化物弥散强化合金的烧结温度，并缩短了保温时间，避免了因氧化物在高温下团聚导致的弥散强化的失效，提高了合金的力学性能；所制备的镍基氧化物弥散强化合金材料的氧化物强化相分布均匀，具有较高的强度和硬度。
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1.一种镍基氧化物弥散强化合金材料，其特征在于，由两种不同熔点的镍基合金粉末混合制备而成；具体的成分如下：高熔点合金粉末成分为镍74.1～77.1wt.％、铬20wt.％、钛0.5～2wt.％、铌0.5～2wt.％、铁1wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；低熔点合金粉末成分为镍77.6～79.6wt.％、铬20wt.％、锆6～8wt.％、硼2wt.％、铁1wt.％、钛0.5wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；所述低熔点合金粉末在总的合金粉末中质量占比为1～3％。
2.根据权利要求1所述的镍基氧化物弥散强化合金材料，其特征在于，步骤(1)中所述高熔点合金粉末成分为镍76.1wt.％、铬20wt.％、钛0.5～2wt.％、铌0.5～2wt.％、铁1wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；低熔点合金粉末成分为镍78.6wt.％、铬20wt.％、锆6～8wt.％、硼2wt.％、铁1wt.％、钛0.5wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％，所述低熔点合金粉末在总的合金粉末中质量占比为1～3％。
3.根据
4.一种根据权利要求1至3任一项所述的镍基氧化物弥散强化合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的镍基氧化物弥散强化合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中干燥的温度为60～80℃，时间为12h。
6.根据权利要求4所述的镍基氧化物弥散强化合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中高能球磨的具体条件为，
7.根据权利要求4所述的镍基氧化物弥散强化合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中高能球磨的具体条件为，
8.根据权利要求4所述的镍基氧化物弥散强化合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体的烧结条件为，
...【技术特征摘要】
1.一种镍基氧化物弥散强化合金材料，其特征在于，由两种不同熔点的镍基合金粉末混合制备而成；具体的成分如下：高熔点合金粉末成分为镍74.1～77.1wt.％、铬20wt.％、钛0.5～2wt.％、铌0.5～2wt.％、铁1wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；低熔点合金粉末成分为镍77.6～79.6wt.％、铬20wt.％、锆6～8wt.％、硼2wt.％、铁1wt.％、钛0.5wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；所述低熔点合金粉末在总的合金粉末中质量占比为1～3％。
2.根据权利要求1所述的镍基氧化物弥散强化合金材料，其特征在于，步骤(1)中所述高熔点合金粉末成分为镍76.1wt.％、铬20wt.％、钛0.5～2wt.％、铌0.5～2wt.％、铁1wt.％、铝0.3wt.％和纳米氧化钇0.6wt.％；低熔点合金粉末成分为镍78.6wt.％、铬20wt.％、锆6～8wt.％、硼2wt.％、铁1wt.％、钛0.5wt.％、铝0.3wt.％...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小强，朱镇岑，王学程，邵泳林，屈盛官，梁良，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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