技術領域

本發明屬于高溫合金材料技術領域，具體為一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料及其制備方法。

背景技術

高溫合金是指以鐵、鈷、鎳為基，能在600℃以上高溫下服役而研制的一類金屬材料。高溫合金為單一的奧氏體基體組織，擁有較高的高溫強度、抗氧化和抗腐蝕性能，具有良好的組織穩定性和使用可靠性，又稱為熱強合金和熱穩定性高溫合金，國外常稱之為超合金。

高溫合金按照合金成分、組織和成型工藝不同可以有不同的分類方法。按基體元素分類，主要有鎳基高溫合金、鈷基高溫合金和鐵基高溫合金，此外還另有一個分支鎳-鐵基高溫合金。按制備工藝分，可以分為變形高溫合金，鑄造高溫合金和粉末高溫合金。按強化方式分類可以分為固溶強化合金和時效沉淀強化型合金，不同強化型合金有不同的熱處理制度。

高溫合金的發展動力來源于高溫燃氣輪機的需要，燃氣輪機發動機，尤其是航空發動機推力及效率的日益增長，發動機工作溫度的不斷提高，這就要求材料必須具備更高的耐溫能力。同時，高溫合金由于具有優異的綜合力學性能和抗氧化、耐腐蝕能力而成為石化、核能、航空、航天等工業領域中承受高溫、腐蝕、長效載荷等惡劣使用環境關鍵部件不可或缺的材料。高溫合金一般含有較高含量的合金元素，如Ni、Mo、W、Co等，因此，其在長期的高溫服役或使用過程中，很容易析出σ等脆性相，嚴重影響了合金的性能及使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料及其制備方法，以解決現有的合金材料在長期的高溫服役或使用過程中，容易析出σ等脆性相，降低合金的性能及使用壽命等問題。本發明通過優化合金各元素成分含量配比以及對合金材料制備過程中的熱處理工藝進行改進，制備出的合金材料在滿足力學性能的同時，其電子空位數小于2.32，在815℃(σ相最易析出的溫度)下，經過5000小時的持久試驗，未出現σ相。本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料，按重量百分比計，所述合金材料包括：C：0.08～0.15％，Cr：14.0～15.25％，Co：14.0～16.0％，Mo：3.9～4.5％，Al：4.0～4.6％；Ti：3.0～3.7％，B：0.012～0.020％，余量為Ni。

作為本發明一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料的一個具體實施例，按重量百分比計，所述合金材料包括：C：0.10～0.12％；Cr：14.5～15.0％；Co：14.5～15.5％；Mo：4.1～4.3％；Al：4.1～4.5％；Ti：3.2～3.4％；B：0.015～0.018％，余量為Ni。

作為本發明一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料的一個具體實施例，所述合金材料還包括Fe，Mn，Si，S，Zr，Cu雜質以及其它不可避免的雜質，以重量百分比計，Fe≤0.5，Mn≤0.15，Si≤0.20，S≤0.015，Zr≤0.04，Cu≤0.1。

作為本發明一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料的一個具體實施例，所述合金材料還包括Fe，Mn，Si，S，Zr，Cu雜質以及其它不可避免的雜質，以重量百分比計，Fe≤0.3，Mn≤0.10，Si≤0.10，S≤0.008，Zr≤0.02，Cu≤0.05。

作為本發明一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料的一個具體實施例，所述合金材料的電子空位數N_ν≤2.32。

作為本發明一種Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料的一個具體實施例，所述合金材料在室溫下的抗拉強度≥1000N/mm²，屈服強度≥890N/mm²，斷后伸長率≥7％；在應力125Mpa、溫度980℃條件下持久斷裂時間≥20h，面縮率≥10％；溫度760℃條件下抗拉強度≥950N/mm²，屈服強度≥700N/mm²。

本發明還提供所述Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti系高溫合金材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按組分配比稱量原料，并在1450～1470℃溫度下進行熔煉，溶液澆注成自耗電極；

2)將自耗電極進行重熔精煉，重熔成電渣錠；

3)將電渣錠加熱鍛造，鍛造后空冷至室溫，并進行表面處理；

4)將表面處理好的煅件經過熱處理即得成品合金材料。