一种含稀土元素镍基单晶高温合金及其成分设计方法技术

本发明专利技术涉及一种含稀土元素镍基单晶高温合金及其成分设计方法，属于单晶高温合金领域，解决了现有确定镍基单晶高温合金中稀土元素含量范围的方法效率低、不准确以及难以建立微区组织与宏观稀土元素含量之间关系的问题。所述方法包括：变速抽拉定向凝固熔炼的合金，得到具有稀土元素浓度梯度的镍基单晶合金；利用离子探针分析合金成分，确定稀土元素含量范围上限[1]；根据高温抗氧化性和力学性控制目标，分别确定稀土元素含量范围下限[1]和上限[2]；由下限[1]与上限[2]组成镍基单晶合金中稀土元素的含量范围。本发明专利技术高效准确地建立合金微区组织与宏观稀土元素含量之间的关系，为稀土改性单晶高温合金中稀土元素成分范围的快速设计提供指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单晶高温合金，尤其涉及一种含稀土元素镍基单晶高温合金成分设计方法。

技术介绍

1、在镍基单晶高温合金中添加稀土元素能够提高其高温抗氧化性能，进而提高单晶高温合金制件的使用寿命。但稀土元素含量上限必须精确控制，以防止稀土元素添加带来的不利影响，主要包括形成低熔点相而导致合金的初熔温度下降、降低镍基单晶高温合金的力学性能。因此，将稀土元素的含量控制在合理范围对于在不影响镍基单晶高温合金其他物化性能的情况下，真正提高合金的高温抗氧化性能具有重要意义。

2、目前，确定镍基单晶高温合金中稀土元素是否合理的方法包括：测量含稀土元素镍基单晶高温合金材料的性能，进行定性判断；制备系列试样，通过多浓度梯度金相法或者扫描电子显微镜进行微区组织观察，但以上方法一方面效率低，对于含量太低的元素会导致测定结果不准确，另一方面，以上方法难以建立微区组织与合金宏观稀土元素含量的关系。

3、因此，亟需一种有效的方法和/或合理的评价标准以确定并控制单晶高温合金中稀土元素的合理含量范围，有利于提高单晶高温合金耐高温抗氧化性能的情况下，保证合金物化性能，简本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种确定镍基单晶合金中稀土元素含量的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，根据质量百分比计算，所述镍基单晶合金原料的组成包括C：0.02～0.10，Cr：6.5～7.5，Co：7.0～8.0，W：4.5～5.5，Mo：1.0～2.0，Al：5.6～6.4，Ta：6.0～7.0，Re：2.5～3.3，Nb：0～1.0，Hf：0.1～0.2，B：0.002～0.007，Ni为余量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述抽拉的速度在1-5mm/min范围内递增，前后抽拉速度差为0.5-1mm...

【技术特征摘要】

1.一种确定镍基单晶合金中稀土元素含量的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，根据质量百分比计算，所述镍基单晶合金原料的组成包括c：0.02～0.10，cr：6.5～7.5，co：7.0～8.0，w：4.5～5.5，mo：1.0～2.0，al：5.6～6.4，ta：6.0～7.0，re：2.5～3.3，nb：0～1.0，hf：0.1～0.2，b：0.002～0.007，ni为余量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述抽拉的速度在1-5mm/min范围内递增，前后抽拉速度差为0.5-1mm/min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不同抽拉速度下的保持时间为4-5min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体操作为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述s3中，在重新制备镍基单晶合金试样之前，根据b与b...

【专利技术属性】
技术研发人员：管凯，赵子晗，秦健朝，宗毳，崔仁杰，黄朝晖，吴妍，刘亮，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：