一种高温合金材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高温合金材料及其制备方法，该合金材料的成分按重量百分比为：C：0.02～0.10，Cr：18.0～21.0，Mo：3.50～5.00，Co：12.0～15.0，Ti：2.75～3.25，Al：1.20～1.60，Zr：0.02～0.08，B：0.003～0.010，余量是Ni及杂质。该合金材料的制备包括按所需成分配比原料、真空感应熔炼、电渣重熔、锻造四个步骤。该合金的力学性能显著，对其进行热处理后，进行室温(25℃)拉伸试验，其抗拉强度≥1210Mpa；屈服强度≥830Mpa；伸长率≥14％；断面收缩率≥18％，进行高温(540℃)拉伸试验，其抗拉强度≥1070Mpa；屈服强度≥720Mpa；伸长率≥14％；断面收缩率≥18％，进行高温(730℃和815℃)持久试验，载荷分别为550Mpa和295Mpa，其持久断裂时间均≥23h；伸长率均≥8％。本发明制备的高温合金材料能够满足发动机部件工作环境的使用要求。

主权项

一种高温合金材料的制备方法，其特征在于：所述高温合金材料的成分按重量百分比计包括：C：0.08，Cr：20，Mo：4.5，Co：13.5，Ti：3.05，Al：1.4，Zr：0.05，B：0.008，余量是Ni及不可避免的杂质；所述杂质成分的组成及含量(重量百分比计)为：P≤0.015，S≤0.015，Fe≤2.00，Si≤0.15，Mn≤0.10，Cu≤0.10，Pb≤0.0005，Bi≤0.00003，Se≤0.0003，Ag≤0.0005；所述制备方法包括以下步骤：(1)按配比取所需成分加入真空感应炉中，抽真空至0.1Pa，在温度为1440～1460℃下熔炼成合金熔液，将合金熔液浇注在模具中，然后随炉冷却至室温即得到合金材料铸件；(2)将步骤(1)中得到的铸件作为自耗电极，将自耗电极缓慢下降并插入电渣炉中，通电起弧后，调节重熔电压和重熔电流，自耗电极的端部缓慢熔融形成金属熔滴，熔滴从自耗电极的端头脱落，穿过渣池进入金属熔池，在水冷结晶器的强制冷却下形成重熔电渣锭；所述重熔电压为54‑58V，重熔电流为6700‑7300A；所述水冷结晶器的强制冷却温度为45‑50℃；(3)将电渣锭加热至1160～1180℃，保温2～3小时后锻造成棒材，将锻造成的棒材空冷至室温，将所得棒材表面车光处理后得到成品合金材料；所述锻造使用的设备是2000MN压机和3/4T电液锤中的一种；(4)对成品合金材料进行力学性能测试，力学性能测试前的热处理方法包括以下步骤：(a)将合金材料加热到1000‑1040℃，保温4小时后水冷至室温；(b)将步骤(a)得到的合金材料加热到835‑855℃，保温4小时后空冷至室温；(c)将步骤(b)得到的合金材料加热到750‑770℃，保温16小时后空冷至室温。