專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高屈強(qiáng)比高韌性長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性耐熱合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金，特別涉及一種高屈強(qiáng)比高韌性長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性耐熱合金。
技術(shù)背景
耐熱彈性合金是高溫合金的一種，它是指在高溫下能保持足夠強(qiáng)度和良好的抗氧 化性以及彈性性能的合金。耐熱彈性合金，對(duì)于在高溫條件下工作的工業(yè)部門(mén)和應(yīng)用技術(shù)， 有著重大的意義。
最初的研制工作開(kāi)始于三十年代，它是由于在飛機(jī)制造中需要更加耐熱的彈性元 件材料而發(fā)展起來(lái)的。在四十年代初期，由于迫切需要先進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)，使高溫 合金在飛機(jī)中的使用溫度升高，從而使耐熱彈性合金隨著需要得到了發(fā)展。
耐熱彈性合金材料的研究在許多工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，其典型應(yīng)用如下1、自 動(dòng)化儀器儀表、閥門(mén)彈簧；2大型飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)彈簧片；3差壓膜片和波紋管等；4微型 繼電器彈簧片；5電視機(jī)顯像管內(nèi)支撐彈簧片；6汽油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)刮片彈簧等等。其工作在 500°C 550°C的溫度下，最高溫度610°C。對(duì)其抗高溫氧化性、抗高溫應(yīng)力松弛、疲勞壽命 等性能有較嚴(yán)格的要求，以保證在一定的工作壓力及溫度下，彈簧能準(zhǔn)確打開(kāi)、閉合閥門(mén)， 滿足設(shè)備正常工作要求。
除飛機(jī)、船舶、工業(yè)和車(chē)輛用燃?xì)鉁u輪機(jī)外，耐熱彈性合金現(xiàn)在還用于宇宙飛行 器、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)驗(yàn)性飛機(jī)、核反應(yīng)堆、潛艇、蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠裝置、石油化工設(shè)備以及其 他高溫用途。
美國(guó)在上世紀(jì)發(fā)明了似86、W545, V57等合金，但該類(lèi)合金屈強(qiáng)比并不高，同時(shí)該 合金在550°C使用將導(dǎo)致彈性失效。早期的蘇聯(lián)專(zhuān)家也開(kāi)發(fā)了應(yīng)用在戰(zhàn)機(jī)上的3JI700、 3Π696等合金，該材料的研制成功極大的提高了該國(guó)飛機(jī)的性能，但是該材料的韌性不是 最佳的。我國(guó)也開(kāi)發(fā)了類(lèi)似的合金材料例如GH2132、3YC27等，而此類(lèi)材料最后在滿足了高 屈強(qiáng)比的情況下，A ^ 4%甚至有的A ^ 2%，這對(duì)彈性元件的加工成型造成極大的困難。
通常的狗-Cr-Ni系耐熱彈性合金具有高的強(qiáng)度，但同是具備高的韌性以及在高 溫下保持長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性者不多。我國(guó)目前已經(jīng)成為繼美國(guó)、俄羅斯之后的航空大國(guó)，對(duì)此 類(lèi)耐熱彈性合金的需求成逐年上升的趨勢(shì)。我國(guó)在2009年把高溫合金材料作為了 973重 大項(xiàng)目，可見(jiàn)目前我國(guó)對(duì)諸如此類(lèi)材料的廣泛需求。如果一架飛機(jī)由于其耐熱彈性合金制 作的元件在強(qiáng)度、韌性、及彈性上發(fā)生了失效，都將導(dǎo)致飛機(jī)機(jī)器的故障。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種填補(bǔ)我國(guó)在該類(lèi)材料上的空白，填補(bǔ)國(guó)外類(lèi)似材料的 不足，減少合金材料的成本的高屈強(qiáng)比高韌性長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性耐熱合金。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種高屈強(qiáng)比高韌性長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性耐熱合金，其特征在于由下列重量百分比的 組分構(gòu)成c ≤ 0. 06、Si ≤ 0. 6、Mn 0. 8 1. 2、Ni :26. 5 29. 5、Cr :15. 0 18. 0、Mo 1. 0 1. 5,Ti 2. 80 3. 30,Al ( 0. 6、B :0. 003 0. 006,Ca :0. 005 0. 05,Mg :0. 005 0. 05、余量為Fe。
本發(fā)明屬新材料和高溫合金技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明耐熱彈性合金具有全新的化學(xué)成 分，其高溫使用溫度達(dá)到610°C，要求合金加工的彈性元件不僅具備高強(qiáng)度和高的韌性， 而且要求在600°C以上使用具備長(zhǎng)期的彈性穩(wěn)定性。室溫時(shí)E彡200GPa，在610°C時(shí)， E 彡 160GPa。室溫Rm 彡 1350MPa，Rp0. 2 ≥ 1250MPa，A≥ 9%，Z ≥ 40%。在經(jīng)過(guò) 5000 小 時(shí)使用后要求仍然保持很好的彈性性能。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為對(duì)新合金的成分進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)及加工 制備工藝的技術(shù)提高。本合金的設(shè)計(jì)成分和國(guó)內(nèi)外對(duì)比合金成分列于表1。
表1本發(fā)明合金成分和國(guó)內(nèi)外對(duì)比合金成分
權(quán)利要求
1. 一種高屈強(qiáng)比高韌性長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性耐熱合金，其特征在于由下列重量百分比的組 分構(gòu)成:C ( 0. 06,Si ( 0. 6,Mn :0. 8 1. 2,Ni :26. 5 29. 5,Cr :15. 0 18. 0、Mo :1. 0 1. 5,Ti 2. 80 3. 30,Al 彡 0. 6、B :0. 003 0. 006,Ca :0. 005 0. 05,Mg :0. 005 0. 05、余量為狗。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高屈強(qiáng)比高韌性長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性耐熱合金，其特征在于由下列重量百分比的組分構(gòu)成C≤0.06、Si≤0.6、Mn0.8～1.2、Ni26.5～29.5、Cr15.0～18.0、Mo1.0～1.5、Ti2.80～3.30、Al≤0.6、B0.003～0.006、Ca0.005～0.05、Mg0.005～0.05、余量為Fe。本發(fā)明的新合金是在Fe-Cr-Ni的基礎(chǔ)上，添加合金元素，在滿足高屈強(qiáng)比以及高的韌性的情況下，并且保持長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性，通過(guò)控制Ti、Al的比例，優(yōu)化金屬間化合物的組織，調(diào)整B、Mo、C的成分，提高晶界強(qiáng)化效果。該新合金的成功填補(bǔ)我國(guó)在該項(xiàng)合金研究上的空白。滿足我國(guó)目前很多航空高溫合金零部件需要高屈強(qiáng)比、高韌性、長(zhǎng)期彈性穩(wěn)定性的性能要求。
文檔編號(hào)C22C38/54GK102031461SQ20101051699
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者劉慶賓, 唐銳, 張十慶, 李方, 王宏, 聶尊譽(yù), 趙光明, 鄒興政 申請(qǐng)人:重慶儀表材料研究所