一種鎳基高溫合金粉的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鎳基高溫合金粉，尤其是一種航空發動機渦輪盤用鎳基高溫合金粉。
【背景技術】
[0002]渦輪盤作為航空發動機的關鍵部件，服役環境為高溫和高應力工況，對材料和零部件成形工藝要求極高。傳統的鍛造成型工藝由于材料利用率低、對零部件外形尺寸限制大、零部件力學性能較低已難以滿足新一代、高推重比航空發動機對高性能渦輪盤的需求。
[0003]粉末冶金渦輪盤具有綜合力學性能優異、冷熱工藝性能好、材料利用率高、零件型面復雜、可實現輪轂和輪緣部位具備不同組織和性能等優勢，已得到日趨廣泛的應用。如，美國F110發動機使用粉末冶金渦輪盤的連續飛行時間已超過百萬小時，而美國F119發動機已使用了雙性能粉末冶金渦輪盤。
[0004]綜上，高性能粉末冶金渦輪盤已成為先進航空發動機渦輪盤不可或缺的關鍵部件，而獲得高性能粉末冶金渦輪盤的首要條件就是高性能的高溫合金粉末。如發明專利“超細晶鎳基粉末高溫合金的制備方法”(中國專利公開號CN102392147B)即公開一種超細晶鎳基高溫合金粉末及其細晶餅坯的制備方法，該方法通過一系列的鍛造、退火工藝獲得細晶的粉末高溫合金粉末及其餅坯。如CN101429607B的發明專利“特種顆粒增強高溫合金及其制備方法”公開一種粉末內氧化方法制備稀土氧化物顆粒增強鎳基高溫合金粉末的制備方法。上述專利的不足之處是獲得良好性能的鎳基高溫合金粉末需要增加復雜的鍛造、退火或氧化等制備工藝。
【發明內容】
[0005]本發明得目的是提供一種高性能粉末冶金渦輪盤所需的鎳基高溫合金粉，具有鎳基高溫合金粉為球形、合金粉粒徑均勾等優點。
[0006]為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種鎳基高溫合金粉，按質量百分比計，合金粉中元素的組分含量為:C 0.02?
0.06wt.%，Cr 16.0 ?20.0wt.%，Co 2.0?5.0wt.%，Mo 0.50?2.0wt.%，W 8.0 ?12.0wt.% ,ΑΙ 1.0?3.0wt.%，Nb 2.0?5.0wt.%，Re 2.0?5.0wt.%，Hf 1.0?2.0wt.%,Yb 0.5?2.0wt.%，Zr 0.05?0.lwt.%，Mn < 0.lOwt.%，P < 0.lOwt.%，0 <0.005wt.%，N < 0.005wt.%，余量為Ni。
[0008]鎳基高溫合金粉的第一優選方案，其粒徑為50?150μπι。
[0009]與最接近的現有技術比，本發明提供的鎳基高溫合金粉具有以下優點:鎳基高溫合金粉為球形、合金粉粒徑均勻，適合于航空發動機粉末冶金渦輪盤的制備成形，獲得的航空發動機粉末冶金渦輪盤性能優異。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0011]實施例1:
[0012]合金粉中元素的組分含量為:C0.02wt.%,Cr 16.0wt.%,Co 3.1.%,Mo 0.9%,ff 8.0 % , A1 1.3wt., Nb 3.7wt.% , Re 2.0wt., Hf 1.3wt., Yb 0.8wt.%，Zr0.05wt.% ,Mn 0.08wt.% ,P 0.06wt.% ,0 0.004wt.% ,N 0.005wt.%，余量為Ni，合金粉的粒徑為150μηι。
[0013]上述合金鎳基高溫合金粉經包套、封焊、熱等靜壓、熱處理等工藝后，獲得了鎳基高溫合金部件，包套尺寸為Φ 80 X 110mm，熱等靜壓制度為1170°C X 140MPa，熱處理制度為1170°C X 1.5h+鹽淬+760°C X 8h+空冷。
[0014]按照GB/T4338-2006標準，在650°C條件下測定了上述鎳基高溫合金部件的力學性能為:抗拉強度1542MPa、屈服強度1224MPa、斷后延伸率12.1%。
[0015]實施例2:
[0016]合金粉中元素的組分含量為:C0.03wt.% ,Cr 17.2wt.% ,Co 2.0wt.% ,Mo
2.0wt.%,ff 12.0wt.%,A1 1.0wt.%,Nb 2.0wt.,Re 2.8wt.%,Hf 2.0wt.,Yb:
0.5wt.%，Zr0.07wt.% ,Mn 0.07wt.% ,P 0.08wt.% ,0 0.004wt.%,N 0.005wt.%，余量為Ni，合金粉的粒徑為ΙΟΟμπι。
[0017]上述合金鎳基高溫合金粉經包套、封焊、熱等靜壓、熱處理等工藝后，獲得了鎳基高溫合金部件，包套尺寸為Φ 80 X 110mm，熱等靜壓制度為1170°C X 140MPa，熱處理制度為1170°C X 1.5h+鹽淬+760°C X 8h+空冷。
[0018]按照GB/T4338-2006標準，在650°C條件下測定了上述鎳基高溫合金部件的力學性能為:抗拉強度1584MPa、屈服強度1263MPa、斷后延伸率12.5%。
[0019]實施例3:
[0020]合金粉中元素的組分含量為:C0.05wt.%，Cr 20.0wt.% ,Co 5.0wt.% ,Mo1.6wt.%,ff 10.8wt.,A1 3.0wt.,Nb 4.3wt.,Re 4.6wt.%,Hf 1.8wt.,Yb
1.7wt.% ,Zr 0.lwt.% ,Mn 0.08wt.%,P 0.07wt.% ,0 0.003wt.% ,N 0.004wt.%，余量為Ni，合金粉的粒徑為50μηι。
[0021]上述合金鎳基高溫合金粉經包套、封焊、熱等靜壓、熱處理等工藝后，獲得了鎳基高溫合金部件，包套尺寸為Φ 80 X 110mm，熱等靜壓制度為1170°C X 140MPa，熱處理制度為1170°C X 1.5h+鹽淬+760°C X 8h+空冷。
[0022]按照GB/T4338-2006標準，在650°C條件下測定了上述鎳基高溫合金部件的力學性能為:抗拉強度1685MPa、屈服強度1312MPa、斷后延伸率14.1%。
[0023]實施例4:
[0024]合金粉中元素的組分含量為:C0.06wt.%，Cr 18.9wt.%，Co 4.2wt.% ,Μο0.50wt.%,ff 9.6wt.,A1 2.4wt.,Nb 5.0wt.,Re 5.0wt.%,Hf 1.0wt.,Yb2.0wt.% ,Zr 0.09wt.% ,Mn 0.08wt.%,P 0.05wt.%,0 0.005wt.% ,N 0.004wt.%，余量為Ni，合金粉的粒徑為ΙΟΟμπι。
[0025]上述合金鎳基高溫合金粉經包套、封焊、熱等靜壓、熱處理等工藝后，獲得了鎳基高溫合金部件，包套尺寸為Φ 80 X 110mm，熱等靜壓制度為1170°C X 140MPa，熱處理制度為1170°C X 1.5h+鹽淬+760°C X 8h+空冷。
[0026]按照GB/T4338-2006標準，在650°C條件下測定了上述鎳基高溫合金部件的力學性能為:抗拉強度1625MPa、屈服強度1290MPa、斷后延伸率13.7%。
[0027]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，所屬領域的普通技術人員應當理解，參照上述實施例可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請待批的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鎳基高溫合金粉，其特征在于，按質量百分比計，所述合金粉中元素的組分含量為:C 0.02?0.06wt.%，Cr 16.0?20.0wt.%，Co 2.0?5.0wt.%，Mo 0.50?2.0wt.%，W8.0?12.0wt.%，A1 1.0?3.0wt.%，Nb 2.0?5.0wt.%，Re 2.0?5.0wt.%，Hf 1.0?2.0wt.%,Yb 0.5?2.0wt.%，Zr 0.05?0.lwt.%，Mn < 0.lOwt.%，P < 0.lOwt.%，0 <0.005wt.%，N < 0.005wt.%，余量為Ni。2.根據權利要求1所述的鎳基高溫合金粉，其特征在于，所述合金粉的粒徑為50?150μmD
【專利摘要】本發明公開了一種鎳基高溫合金粉，按質量百分比計，其元素組分含量為：C？0.02～0.06wt.％，Cr？16.0～20.0wt.％，Co？2.0～5.0wt.％，Mo？0.50～2.0wt.％，W？8.0～12.0wt.％，Al？1.0～3.0wt.％，Nb？2.0～5.0wt.％，Re？2.0～5.0wt.％，Hf？1.0～2.0wt.％，Yb？0.5～2.0wt.％，Zr？0.05～0.1wt.％，Mn≤0.10wt.％，P≤0.10wt.％，O≤0.005wt.％，N≤0.005wt.％，余量為Ni，合金粉的粒徑為50～150μm。本發明提供的鎳基高溫合金粉具有鎳基高溫合金粉為球形、合金粉粒徑均勻等優點，適合于航空發動機粉末冶金渦輪盤的制備成形，獲得的航空發動機粉末冶金渦輪盤性能優異。
【IPC分類】B22F1/00, C22C30/00, C22C19/05
【公開號】CN105463257
【申請號】CN201510894737
【發明人】岳巍
【申請人】南通金源智能技術有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月8日