镍基超耐热合金，具有各种元素的含量以重量百分比表示的以下组成：-1.3％≤Al≤2.8％，-痕量≤Co≤11％，-14％≤Cr≤17％，-痕量≤Fe≤12％，-2％≤Mo≤5％，-0.5％≤Nb+Ta≤2.5％，-2.5％≤Ti≤4.5％，-1％≤W≤4％，-0.0030％≤B≤0.030％，-痕量≤C≤0.1％，-0.01％≤Zr≤0.06％，余量由镍和制造过程产生的杂质组成，且所述组成满足以下关系式，其中含量以原子百分比表示：8≤Al?at％+Ti?at％+Nb?at％+Ta?at％≤11，0.7≤(Ti?at％+Nb?at％+Ta?at％)/Al?at％≤1.3。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及镍基超耐热合金领域，尤其是用于制备陆上或航空涡轮机的部件，例如涡轮机的盘。
技术介绍
涡轮机性能的提高需要高温表现越来越好的合金。特别是，它们应能够耐700°C左右的操作温度。为此目的，开发了超耐热合金以确保在上述应用的那些温度下的高机械性能(抗拉强度、抗螺变性和抗氧化性、裂纹扩展强度(crack propagation strength)),同时保持良好的显微结构稳定性，从而为由此制得的部件提供长的寿命。可以满足这些要求的已知合金通常具有高含量的促进Y ’相Ni3(Al，Ti)存在的元素，其比例通常大于结构的45%。这使得这些合金不可能经由常规途径(钢锭途径)以满意的结果实施，在常规途径中，由液体金属铸锭后进行一系列成形处理和热处理。这些合金只能通过粉末冶金术得到，其主要缺点是其制造成本非常高。为了降低其制造成本，开发了允许经由常规途径实施的合金。尤其是称为UDMET720的镍基超耐热合金，如特别记载在文献US-A-3，667，938和US-A-4，083，734中的。这种超耐热合金通常具有以重量百分比描述的以下组成-痕量≤Fes≤0.5%,-12%≤Cr ≤20%,-13%≤Co ≤19%,-2%≤Mo ≤3. 5%,-OK W d，-I. 3%≤Al ≤3%,-4. 75%≤Ti ≤7%,对于低碳种类，-0. 005%≤0. 045% ;对于高碳种类，碳含量可提高到最多0.15%。-0. 005%≤B ≤0. 03%,-痕量≤Mn ≤0. 75%,-0. 01%≤Zr ≤0. 08%,余量是镍及制造过程产生的杂质。也开发了称为TMW 4的合金，其以重量百分比表示的可能组成通常是-Cr = 15%,-Co = 26. 2%,-Mo = 2. 75%,-W = I. 25%,-Al = I. 9%,-Ti = 6%,-C = 0. 015%,-B = 0. 015%,余量是镍及制造过程产生的杂质。利用UDMET 720或TMW 4型的超耐热合金，有可能部分实现预期目标。由于其高的Co含量，这些合金在高温下确实保持良好的机械性能，且这些合金可通过常规途径由钢锭获得，因此比通过粉末冶金术更经济的方式获得。然而，正是由于其大的Co含量(通常占12到27% )，它们的成本仍然很高。此夕卜，由于尤其归因于仍然很大(大约45%)的Y ’相的体积分数导致低可锻性，它们仍然难以经由常规钢锭途径实施。事实上，由于Y ’相的大体积分数，可能进行锻造而没有裂纹形成风险的温度区间是窄的，因而使得其需要频繁回炉以在锻造过程中持久地保持合适的温度。而且，对于这些合金而言，Y ’超固溶线(supersolvus)(即，Y ’固溶线(solvus)温度以上，并因此是使Y ’相处于溶液状态的温度)锻造是不可能的，因为具有产生裂纹的风险。这些合金只能进行亚固溶线锻造(因此处于低于Y ’固溶线的温度)，这导致包含相轴，并在用超声波进行的非破坏性试验期间引起渗透性缺陷的异质结构。因此对于这些合金，锻造工艺需要高度技巧、难以控制且是昂贵的。为了降低获得这些合金的成本，开发了允许在接近700°C的使用温度下进行上述应用的新的镍超耐热合金。一种已知的名为“718PLUS”的记载在文献W0-A-03/097888中的这种类型的合金，通常具有以重量百分比表示的以下组成-痕量彡Fe 彡 14%，-12%^ Cr ^ 20%,-5%^ Co ^ 12%,-痕量彡Mo ^ 4%,-痕量彡WS 6%，-0. 6%^ Al ^ 2. 6%,-0. 4%^ Ti ^ I. 4%,-4%^ Nb ^ 8%,-痕量彡CS 0.1%,-0. 003%^ P ^ 0. 03%,-0. 003%^ B ^ 0. 015%,余量是镍及由制备过程产生的杂质。为了降低因所用原料(合金元素)导致的用于获得这些合金的成本，相对于上述合金，718PLUS具有显著更少的Co含量。而且，为了降低这些合金的因热机械处理引起的制造成本，这种合金的可锻性通过显著降低Y ’相的体积分数来改进。然而，Y ’相体积分数的降低通常以损害热力学性能和通常损害部件性能来实现，事实上，其性能明显低于之前提到的那些合金。因此，在陆上或航空涡轮机领域中，718PLUS的使用局限于在热机械应力方面的要求不那么严格的某些应用。此外，718PLUS合金具有高的Nb含量(占4到8% )，这在生产过程中对其化学均匀性不利。事实上，Nb是在固化结束时导致显著偏析的元素。这些偏析可导致生产缺陷(白斑)的形成。仅钢锭生产期间窄的和特定的再熔率窗口可用于减少这些缺陷。因此，718PLUS的生产包括复杂且难以控制的方法。还已知超耐热合金中的高Nb含量对高温下裂纹的扩展相当不利。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种合金，其具有低的制造成本，即，合金元素的成本明显低于UDMET 720型合金，且其可锻性相对高于UDMET 720型合金，且同时所述合金在高温下(700°C)具有高的机械性能，即高于718PLUS的机械机能。换句话说，目的在于提供一种合金，其组成对于上述应用可在高的热机械性能 和可接受的制造成本之间达到平衡。这一合金也应该能够在不太受限的生产和锻造条件下获得，以使其供应更可靠。为此，本专利技术的目的是具有以下组成的镍基超耐热合金，各种元素的含量以重量百分比表示-I. 3%^ Al ^ 2. 8%,-痕量彡CoS 11%，-14%^ Cr ^ 17%,-痕量彡Fe 彡 12%，-2%^ Mo ^ 5%,-0. 5%^ Nb+Ta ^ 2. 5%,-2. 5%^ Ti ^ 4. 5%,-1%^ W ^ 4%,-0. 0030B ^ 0. 030%,-痕量彡C 彡 0.1%，-0. 01%^ Zr ^ 0. 06%,余量由镍及生产过程产生的杂质组成，所述组成满足其中含量以原子百分比表示的以下关系式8 ^ Al at% +Ti at% +Nb at% +Ta at%^ 110. 7 ^ (Ti at% +Nb at% +Ta at% ) /Al at%^ I. 3优选其组成满足其中含量以原子百分比表示以下关系式I ^ (Ti at% +Nb at% +Ta at% ) /Al at%^ 1.3优选地,所述合金包含重量百分比为3到12%的Fe。优选地，所述合金的组成以重量百分比表示为-I. 3%^ Al ^ 2. 8%,-7 % ^ Co ^ 11%,-14%^ Cr ^ 17%,-3%^ Fe ^ 9%,-2%^ Mo ^ 5%, -0. 5%^ Nb+Ta ^ 2. 5%,-2. 5%^ Ti ^ 4. 5%,-1%≤ W ≤ 4%,-0. 0030B ≤ 0. 030%,-痕量≤C ≤ 0.1%，-0. 01%≤ Zr ≤ 0. 06%,且其组成满足其中含量以原子百分比表示的以下关系式8 ≤Al at% +Ti at% +Nb at% +Ta at%≤ 110. 7 ≤ (Ti at% +Nb at% +Ta at% ) /Al at%≤ I. 3余量由镍及生产过程产生的杂质组成。优选地，对于这一合金，I≤ (Ti at% +Nb at% +Ta at% ) /Al at%≤ 1.3。优选地，所述合金的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·德沃，菲利普·埃里捷，
申请(专利权)人：奥贝尔杜瓦尔公司，
类型：发明
国别省市：
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