本發(fā)明涉及變形高溫合金材料及其制備方法，特別涉及ni-cr基高溫合金及其制備方法。

背景技術：

高溫合金對于發(fā)展航空發(fā)動機和工業(yè)燃氣輪機起著重要作用。目前，氣輪機功率的不斷提高，對高性能高溫合金材料的需求亦隨之增加，而現(xiàn)有的合金材料雜質(zhì)元素的含量比較高，存在溶液澆注成不能消耗自身電極，耐熱性能差，并且制造成本高，制造復雜等諸多缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供新的ni-cr基高溫合金。

ni-cr基高溫合金，以重量百分比計，包括c：0.05％～0.09％、cr：14.00％～16.00％、al：2.40％～2.70％、ti：1.9％～2.20％、w：6.00％～7.00％、mo：3.00％～4.00％、co：0.40％～0.80％、v：0.40％～0.60％以及余量ni和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選地，上述ni-cr基高溫合金，以重量百分比計，包括c：0.06％～0.08％、cr：14.80％～15.50％、al：2.50％～2.66％、ti：2.0％～2.10％、w：6.09％～6.78％、mo：3.16％～3.82％、co：0.55％～0.78％、v：0.48％～0.56％以及余量ni和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選地，上述ni-cr基高溫合金，以重量百分比計，包括c：0.07％～0.08％、cr：15.10％～15.50％、al：2.58％～2.66％、ti：2.0％～2.10％、w：6.22％～6.78％、mo：3.36％～3.82％、co：0.63％～0.78％、v：0.48％～0.53％以及余量ni和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選地，上述雜質(zhì)為：以占所述高溫合金材料重量百分比計，fe小于或等于2.00％、p小于或等于0.010％、s小于或等于0.010％、b小于或等于0.020％、ce小于或等于0.020％、cu小于或等于0.10％、si小于或等于0.30％、mn小于或等于0.20％、mg小于或等于0.005％。

作為優(yōu)選地，上述雜質(zhì)為：以占所述高溫合金材料重量百分比計，fe小于2.00％、p小于0.010％、s小于0.010％、b小于0.020％、ce小于0.020％、cu小于0.10％、si小于0.30％、mn小于0.20％、mg小于0.005％。

本發(fā)明的另外一個目的在于提供ni-cr基高溫合金的制備方法。

ni-cr基高溫合金的制備方法，包括以下步驟：

步驟a、取所需元素于真空感應爐中熔煉，熔煉溫度1500～1520℃，在熔煉過程中調(diào)節(jié)各元素的含量，使其重量比符合設計要求，溶液澆注成自耗電極；

步驟b、將步驟a澆注成的自耗電極于真空自耗爐中重熔精煉，重熔成電渣錠；

步驟c、將步驟b的電渣錠加熱鍛造制成鋼棒；

步驟d、將步驟c的鋼棒鍛后空冷至室溫；

步驟e、將步驟d的鋼棒表面處理，對鋼棒表面進行車光處理，消除表面缺陷并使鋼棒尺寸、形狀、表面質(zhì)量滿足設計要求。

作為優(yōu)選地，上述步驟b中重熔精煉的操作條件如下：

1)真空度：冷態(tài)真空度＜0.13pa；

2)電力制度：其電壓為23v±1v，電流為5000±200a。

作為優(yōu)選地，上述步驟c具體操作為：將鋼棒加熱至1000～1020℃，保溫2～4小時后升溫至1170～1190℃保溫20～30小時出爐包套，回爐再燒1～2小時后開始鍛造。

本發(fā)明還提供了ni-cr基高溫合金的力學性能檢測方法，包括以下步驟：

(1)取通過上述ni-cr基高溫合金的制備方法制備得到的鋼棒為試樣；

(2)試樣熱處理，放置在溫度為1210±10℃環(huán)境中，保溫2.0h后進行空冷，再進行溫度為1050±10℃，保溫4.0h后進行空冷，然后將試樣放置在溫度為800±10℃，保溫16.0h后空冷；

(3)高溫性能檢測，將步驟(2)中熱處理后的試樣放置在溫度為850℃環(huán)境，檢測其抗拉強度rm≥640mpa、伸長率a≥6.0％、斷面收縮率z≥9.0％；溫度為850℃、應力為265mpa，其持久斷裂時間≥50h。

本發(fā)明所述ni-cr基高溫合金又可稱為ni-cr基沉淀硬化型變形高溫合金材料，為了表述簡潔，本發(fā)明統(tǒng)稱為ni-cr基高溫合金。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果：本發(fā)明ni-cr基高溫合金，對成份和制備方法進行了優(yōu)化，使合金材料在650℃～850℃范圍內(nèi)具有高的拉伸強度和持久強度，降低了雜質(zhì)元素的含量；制備過程中溶液澆注成消耗自身電極，制備簡單，降低了制造成本；同時提高了耐熱性能，提高了合金材料在使用過程中的組織穩(wěn)定和綜合性能，從而提高通過該種合金材料制造的產(chǎn)品的壽命，有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，適合推廣使用。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1ni-cr基高溫合金及其制備方法、檢測方法

ni-cr基高溫合金，以重量百分比計，包括c：0.09％、cr：14.00％、al：2.40％、ti：2.20％、w：7.00％、mo：3.00％、co：0.80％、v：0.40％，以及余量ni和不可避免的雜質(zhì)。

本例ni-cr基高溫合金的制備方法，包括以下步驟：

步驟a、取所需元素于真空感應爐中熔煉，熔煉溫度1500～1520℃，在熔煉過程中調(diào)節(jié)各元素的含量，使其重量比符合設計要求，溶液澆注成自耗電極；

步驟b、將步驟a澆注成的自耗電極于真空自耗爐中重熔精煉，重熔成電渣錠；重熔精煉的操作條件如下：

1)、真空度：冷態(tài)真空度＜0.13pa；

2)、電力制度：其電壓為23v±1v，電流為5000±200a。

步驟c、將步驟b的電渣錠加熱鍛造制成鋼棒，具體操作為：將鋼棒加熱至1000～1020℃，保溫2～4小時后升溫至1170～1190℃保溫20～30小時出爐包套，回爐再燒1～2小時后開始鍛造。

步驟d、將步驟c的鋼棒鍛后空冷至室溫；

步驟e、將步驟d的鋼棒表面處理，對鋼棒表面進行車光處理，消除表面缺陷并使鋼棒尺寸、形狀、表面質(zhì)量滿足設計要求。

ni-cr基高溫合金的力學性能檢測方法，包括以下步驟：

(1)取通過上述ni-cr基高溫合金的制備方法制備得到的鋼棒為試樣；

(2)試樣熱處理，放置在溫度為1210±10℃環(huán)境中，保溫2.0h后進行空冷，再進行溫度為1050±10℃，保溫4.0h后進行空冷，然后將試樣放置在溫度為800±10℃，保溫16.0h后空冷；

(3)高溫性能檢測，將步驟(2)中熱處理后的試樣放置在溫度為850℃環(huán)境，檢測其抗拉強度rm≥640mpa、伸長率a≥6.0％、斷面收縮率z≥9.0％；溫度為850℃、應力為265mpa，其持久斷裂時間≥50h。

實施例2ni-cr基高溫合金及其制備方法、檢測方法

ni-cr基高溫合金，以重量百分比計，包括c：0.07％、cr：15.50％、al：2.63％、ti：2.0％、w：6.78％、mo：3.82％、co：0.63％、v：0.51％以及余量ni和不可避免的雜質(zhì)。

本例ni-cr基高溫合金的制備方法，包括以下步驟：

步驟a、取所需元素于真空感應爐中熔煉，熔煉溫度1510～1518℃，在熔煉過程中調(diào)節(jié)各元素的含量，使其重量比符合設計要求，溶液澆注成自耗電極；

步驟b、將步驟a澆注成的自耗電極于真空自耗爐中重熔精煉，重熔成電渣錠；重熔精煉的操作條件如下：

1)、真空度：冷態(tài)真空度＜0.13pa；

2)、電力制度：其電壓為23v±1v，電流為5000±200a。

步驟c、將步驟b的電渣錠加熱鍛造制成鋼棒，具體操作為：將鋼棒加熱至1010～1017℃，保溫3.5小時后升溫至1178～1185℃保溫22小時出爐包套，回爐再燒1.5小時后開始鍛造。

步驟d、將步驟c的鋼棒鍛后空冷至室溫；

步驟e、將步驟d的鋼棒表面處理，對鋼棒表面進行車光處理，消除表面缺陷并使鋼棒尺寸、形狀、表面質(zhì)量滿足設計要求。

ni-cr基高溫合金的力學性能檢測方法，包括以下步驟：

(1)取通過上述ni-cr基高溫合金的制備方法制備得到的鋼棒為試樣；

(2)試樣熱處理，放置在溫度為1210±10℃環(huán)境中，保溫2.0h后進行空冷，再進行溫度為1050±10℃，保溫4.0h后進行空冷，然后將試樣放置在溫度為800±10℃，保溫16.0h后空冷；

(3)高溫性能檢測，將步驟(2)中熱處理后的試樣放置在溫度為850℃環(huán)境，檢測其抗拉強度rm≥640mpa、伸長率a≥6.0％、斷面收縮率z≥9.0％；溫度為850℃、應力為265mpa，其持久斷裂時間≥50h。

實施例1和實施例2ni-cr基高溫合金經(jīng)力學性能檢測，其高溫試驗數(shù)據(jù)詳見表1。

表1

實驗結(jié)果可證明采用本發(fā)明ni-cr基高溫合金制造的航空發(fā)動機緊固件部件，能夠滿足其工作環(huán)境的使用要求。

實施例3ni-cr基高溫合金

ni-cr基高溫合金，以重量百分比計，包括c：0.08％、cr：15.10％、al：2.66％、ti：2.10％、w：6.22％、mo：3.36％、co：0.78％、v：0.48％以及余量ni和不可避免的雜質(zhì)。

實施例4ni-cr基高溫合金

ni-cr基高溫合金，以重量百分比計，包括c：0.076％、cr：15.40％、al：2.58％、ti：2.07％、w：6.61％、mo：3.55％、co：0.69％、v：0.53％以及余量ni和不可避免的雜質(zhì)。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。