System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金及其制备方法技术_技高网

耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金及其制备方法技术

技术编号:40109019 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-23 18:52
本发明专利技术提供了一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金及其制备方法,属于合金制备技术领域。本发明专利技术的成分为NiCrAlSi<subgt;x</subgt;(x=1‑2)。本发明专利技术通过调整元素Si的含量,改善镍基合金的微观组织、硬度、强度、韧性和耐蚀性,使其具有良好的硬度、强度、韧性和耐蚀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金制备,尤其涉及一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金及其制备方法。


技术介绍

1、镍基合金是一种应用广泛的高温合金,具有组织稳定,机械性能优异,使用寿命长,制备成本适中,安全可靠等优点,因此在能源和航空航天领域得到深远应用。一般镍基合金中含有多种合金化元素,用以调控其性能。面心立方相γ相是镍基合金的基体,能固溶大量的cr、co、mo、cu、w等合金元素而保持相稳定。镍的晶胞为面心立方,原子半径只有0.1246nm,小于大多数合金元素的原子半径,所以与合金元素固溶后常引起点阵常数增加,导致点阵畸变,从而获得强化作用。一般与镍原子半径相差越大,引起点阵畸变越大,强化作用越强。

2、镍基合金最早专利技术于英美等国家,几十年来已发展出ni-cr系、ni-cu系、ni-mo系和ni-al系等合金,并研发出一系列牌号。我国镍基合金的研究起步较晚,尤其是在高cr镍基合金领域,目前研究仍较有限。国内外已研究证实,上述二元体系的镍基合金具有良好的使用性能,但仅限于在各自的应用领域,现阶段的研究忽略了三元四元体系镍基合金的开发和发展。nicral是其中一种典型的ni基合金,已应用于汽车零部件、发动机气阀、医护用具等行业,普遍使用在日常生活中。然而因为cr含量对力学和加工等性能的调控,而且热加工性能较差,使用寿命有限,导致目前对nicral系列ni基合金的改性研究局限在合金表面改性,尤其是涂层。目前仅提出改变nicral镍基合金三种元素的比例来改善性能,这一思路所产生的影响有限。仍有一小部分研究从事于元素改性,即引入一种或多种元素,甚至设计成为高熵合金或多主元合金。鉴于多元体系镍基合金广阔的开发前景和市场,亟需深入设计研发一种多元镍基合金体系。si是一种非金属元素,研究表明,合金中加入si能够调节合金的强韧性和硬度等机械性能,同时对耐蚀性也有一定的影响。目前,nicral体系中含si的四元镍基合金体系研究仍是空白,因此设计开发出一种耐腐蚀nicralsi高强度镍基合金对多元镍基合金的发展和应用具有重要参考和意义。


技术实现思路

1、有鉴于此,为解决现有技术中存在的不足,一方面,本专利技术提供了一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其通过调整元素si的含量,改善镍基合金的微观组织、硬度、强度、韧性和耐蚀性,使其具有良好的硬度、强度、韧性和耐蚀性。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了如下的技术方案:

3、一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其成分为nicralsix(x=1-2)。

4、优选地,其成分为nicralsix(x=1)。

5、优选地,所述nicralsix的相组成为:面心立方fcc相和析出相b2相,表现出均匀成分的特点。

6、优选地,按百分比计,所述nicralsix中包括cr 35~38%、al 1~4%、si 1~2%,余量为ni。

7、优选地,所述nicralsix的硬度为380-520hv。

8、优选地,所述nicralsix的抗拉强度为950-1300mpa,屈服强度为650-1000mpa,延伸率为5-10%。

9、优选地,所述nicralsix在0.5m h2so4溶液中的腐蚀电流密度为3.941μa/cm2,在3.5wt%nacl中性溶液中的腐蚀电流密度为0.035μa/cm2。

10、另一方面,本专利技术提供了上述耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金的制备方法,包括如下步骤:

11、1)原材料的选取;

12、2)将步骤1)选取的原材料进行电弧熔炼;

13、3)将步骤2)熔炼好的材料进行真空铜模吸铸;

14、4)将步骤3)吸铸后的材料进行时效处理。

15、优选地,步骤4)中,时效温度800℃,时间24小时,空冷20-30分钟。

16、优选地,步骤2)具体为:

17、将步骤1)中称取的原材料放入真空电弧炉中,抽真空至5×10-4pa,然后缓慢通入氩气使真空度达到5×104pa,再调节电弧炉的真空度至5×10-4pa,重复此过程多次,保证真空室内氧气排尽,最后缓慢通入氩气至室内压力在-0.02~-0.05mpa,控制电弧电流的安全使用范围在150~320a,每次熔炼材料时间在60-90s,重复熔炼7~10次保证熔炼金属成分均匀。

18、本专利技术相对于现有技术,具有如下的有益效果:

19、本专利技术提供的耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其通过调整元素si的含量,改善镍基合金的微观组织、硬度、强度、韧性和耐蚀性,使其具有良好的硬度、强度、韧性和耐蚀性。

20、具体为:

21、1)本专利技术的nicralsix镍基合金中的晶粒细化,元素si有效改善了nicralsix镍基合金的显微结构和性能。

22、2)本专利技术的nicralsix镍基合金具有面心立方fcc相和析出相b2相,面心立方fcc相和析出相b2相,不含si时,析出相较少,仅在小部分晶界上观察到;加入si后表现出均匀成分的特点。

23、3)本专利技术的nicralsix镍基合金在0.5m h2so4溶液中表现出优异的耐蚀性能,腐蚀电流密度低于4.2μa/cm2。在3.5wt%nacl中性溶液中也有较好的耐蚀性。在航空航天领域和能源化工生产中具有广泛的应用前景。

24、4)本专利技术的nicralsix镍基合金具有良好的硬度,硬度值为380-520hv。

25、5)本专利技术的nicralsix镍基合金具有良好的强韧性,si元素的加入有效改善了nicralsi镍基合金的综合性能,抗拉强度为950-1300mpa,屈服强度为650-1000mpa,延伸率为5-10%。

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【技术保护点】

1.一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金,其特征在于,其成分为NiCrAlSix(x=1-2)。

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金,其特征在于,其成分为NiCrAlSix(x=1)。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金,其特征在于,所述NiCrAlSix的相组成为:面心立方FCC相和析出相B2相,表现出均匀成分的特点。

4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金,其特征在于,按百分比计,所述NiCrAlSix中包括Cr 35~38%、Al 1~4%、Si 1~2%,余量为Ni。

5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金,其特征在于,所述NiCrAlSix的硬度为380-520HV。

6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金,其特征在于,所述NiCrAlSix的抗拉强度为950-1300MPa,屈服强度为650-1000MPa,延伸率为5-10%。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金,其特征在于,所述NiCrAlSix在0.5M H2SO4溶液中的腐蚀电流密度低于4.2μA/cm2,在3.5wt%NaCl中性溶液中的腐蚀电流密度低于0.035μA/cm2。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金的制备方法,其特征在于,步骤4)中,时效温度800℃,时间24小时,空冷20-30分钟。

10.根据权利要求8所述的一种耐腐蚀的NiCrAlSi系高强度镍基合金的制备方法,其特征在于,步骤2)具体为:

...

【技术特征摘要】

1.一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其特征在于,其成分为nicralsix(x=1-2)。

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其特征在于,其成分为nicralsix(x=1)。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其特征在于,所述nicralsix的相组成为:面心立方fcc相和析出相b2相,表现出均匀成分的特点。

4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其特征在于,按百分比计,所述nicralsix中包括cr 35~38%、al 1~4%、si 1~2%,余量为ni。

5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的nicralsi系高强度镍基合金,其特征在于,所述nicralsix的硬度为380-520hv。

6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的nicralsi系...

【专利技术属性】
技术研发人员:骆鸿
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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