C析出相，有效阻礙晶界迀移，達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化和碳化物強(qiáng)化作用；另外，未完全 析出的Nb、V、Ti又與N在高溫條件下形成相應(yīng)的NbN、VN和TiN析出相，進(jìn)一步阻礙奧氏 體基體晶粒的長(zhǎng)大，保持基體晶粒的細(xì)化狀態(tài)。因?yàn)镹b、V、Ti的碳化物和氮化物析出相熱 膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于奧氏體基體，過(guò)多含量的Nb、V、Ti會(huì)造成合金的熱膨脹系數(shù)增加；因此，Nb 含量控制在〇. 01~〇. 4%，V含量控制在0. 05~0. 55%，Ti含量控制在0. 02~0. 2%。
[0021] N :N是形成氮化物析出相所必需的元素，N含量與Nb、V、Ti之間存在一定的比例 關(guān)系，合金中N含量偏少，不能滿(mǎn)足NbN、VN和TiN完全析出的需要，N含量過(guò)多，又容易造 成氣孔，引起力學(xué)性能不穩(wěn)定，因此，N含量控制在N 0. 002~0. 03%。
[0022] A1 :A1是有效的脫氧劑，控制A1含量在0. 015~0. 04%，可以起到較好的脫氧作 用，無(wú)需向合金中加入Mn、Si。因此，添加A1既能實(shí)現(xiàn)合金的脫氧目的，又可以避免Mn、Si 對(duì)熱膨脹系數(shù)的不利影響。
[0023] 本發(fā)明主要通過(guò)添加(：、1他、￥、1^〇元素，利用不同溫度下析出的他(：、￥(：、11〇 和M 〇2C，以及NbN、VN和TiN達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用，提高合金的抗拉強(qiáng)度。利用碳 化物和氮化物復(fù)合析出強(qiáng)化奧氏體基體，并適當(dāng)提高合金中的Ni含量，既能夠?qū)W氏體基 體起到強(qiáng)化作用，又可以控制合金的熱膨脹系數(shù)保持在較小的水平，這樣，無(wú)需向合金中添 加抑制熱膨脹系數(shù)增大的元素Co。此外，氮化物的強(qiáng)化效果要明顯好于碳化物，因此，本發(fā) 明采用的氮化物析出強(qiáng)化方法，無(wú)需向合金中添加W、Cr等其它碳化物形成元素。
[0024] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明在Fe_36Ni因瓦合金化學(xué)成分 的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制S、P元素含量，通過(guò)有效地提高合金中的氮含量，并適當(dāng)加入Nb、V、Ti、 Mo等元素，在保證合金低熱膨脹系數(shù)的前提下，利用氮化物和碳化物復(fù)合彌散析出，增強(qiáng)奧 氏體熱乳態(tài)基體的抗拉強(qiáng)度，為進(jìn)一步研制冷拔因瓦合金線材等產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)基材。本發(fā) 明基體為奧氏體，所述奧氏體基體上彌散分布著NbN、TiN、VN、VC、M 〇2C、NbC等細(xì)微顆粒，有 效地提升了其抗拉強(qiáng)度、降低了膨脹系數(shù)，具有生產(chǎn)成本低、操作工藝簡(jiǎn)單、節(jié)約合金原料 等特點(diǎn)。
[0025] 本發(fā)明利用碳化物和氮化物復(fù)合析出強(qiáng)化奧氏體基體，既避免了單純的碳化物相 析出強(qiáng)化效果不足的問(wèn)題，又避免了利用金屬間化合物析出強(qiáng)化過(guò)程工藝控制復(fù)雜的問(wèn) 題；同時(shí)，通過(guò)調(diào)控Ni元素的含量，而無(wú)需向合金中添加過(guò)多的Co元素。本發(fā)明既節(jié)約了 合金原料，又簡(jiǎn)化了工藝流程和生產(chǎn)成本。本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度（Rm)超過(guò)900MPa，屈服強(qiáng)度 (Rp〇. 2)超過(guò)750MPa，延伸率（A80)超過(guò)17%，線膨脹系數(shù)a丨。。~1Q(rc小于2. 5X 10 6/°C，為 制備冷拔倍容量導(dǎo)線線芯產(chǎn)品提供了優(yōu)選的基材，為開(kāi)發(fā)飛機(jī)復(fù)合材料模具奠定基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027] 圖1是本發(fā)明的拉伸曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 實(shí)施例1 一 10 :本高強(qiáng)度低膨脹的熱乳因瓦合金采用下述的成分配比生產(chǎn)而成。
[0029] 本熱乳因瓦合金經(jīng)真空感應(yīng)爐熔煉、澆鑄成錠、一次性乳制成測(cè)試尺寸要求的熱 乳材；采用表1所示的成分配比，并以4J36合金作為對(duì)比例。所述實(shí)施例和對(duì)比例樣品均 在氬氣保護(hù)環(huán)境下澆鑄成鑄錠，澆鑄溫度為1550 °C，再將鑄錠在1200 °C下固溶處理1. 5h， 初乳溫度為1150°C，終乳溫度為960°C。有所不同的是，對(duì)比例和實(shí)施例1、2、6的樣品熱乳 后直接水冷室溫；實(shí)施例3、4、7的樣品熱乳直接水冷至400°C，然后空冷至室溫；實(shí)施例5、 8、9、10的樣品熱乳直接水冷至400°C，再加熱至700°C保溫lh，空冷至室溫。各實(shí)施例樣品 和對(duì)比例樣品的力學(xué)性能和熱膨脹性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
[0030] 表1 :各實(shí)施例中熱乳因瓦合金的化學(xué)成分（wt%)
表1中，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0031] 表2 :各實(shí)施例樣品和對(duì)比例樣品的力學(xué)性能和熱膨脹性能數(shù)據(jù)
由表2可知，本熱乳因瓦合金不但具有較好的抗拉強(qiáng)度（彡900MPa)，良好的延伸率 (彡16%);同時(shí)，展示出較低的熱膨脹系數(shù)（彡3.0X106/°C)。盡管熱膨脹系數(shù)較對(duì)比例 有明顯的增大(與其他金屬比較，仍屬于低膨脹性能)，但合金的強(qiáng)度指標(biāo)獲得大幅度提升， 力學(xué)性能獲得明顯改善。進(jìn)一步地，由圖1中所示的實(shí)施例1、實(shí)施例3、實(shí)施例5和對(duì)比例 的拉伸曲線圖也可以直觀看出，本技術(shù)在改善傳統(tǒng)因瓦合金強(qiáng)度方面的突出實(shí)施效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)度低膨脹的熱乳因瓦合金，其特征在于，其成分的重量百分含量為：c 0. 1% ~0. 4%、Ni 34% ~42%、Mo 1. 5% ~5. 5%、N 0. 002% ~0. 03%、Al 0. 015% ~0. 04%、 S彡0? 005%、P彡0? 005% ;下述成分中的一種或幾種：Nb 0? 01%~0? 4%、V 0? 05%~0? 55%、 Ti 0. 02%~0. 2% ;其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低膨脹的熱乳因瓦合金，其特征在于：所述成分含量 中，Nb+V+Ti 彡 0? 55%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低膨脹的熱乳因瓦合金，其特征在于：所述成分含量 中，（Nb+V+Ti)/N 彡 3. 0。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低膨脹的熱乳因瓦合金，其特征在于：所述N含量為 0. 004% ~0. 02%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1 一 4任意一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度低膨脹的熱乳因瓦合金，其特征在于： 所述Ni含量為38%~40wt%。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度低膨脹的熱軋因瓦合金，其成分的重量百分含量為：C0.1%～0.4%、Ni34%～42%、Mo1.5%～5.5%、N0.002%～0.03%、Al0.015%～0.04%、S≤0.005%、P≤0.005%；下述成分中的一種或幾種：Nb0.01%～0.4%、V？0.05%～0.55%、Ti0.02%～0.2%；其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。本合金嚴(yán)格控制S、P元素含量，通過(guò)有效地提高合金中的氮含量，并適當(dāng)加入Nb、V、Ti、Mo等元素，在保證合金低熱膨脹系數(shù)的前提下，利用氮化物和碳化物復(fù)合彌散析出，增強(qiáng)奧氏體熱軋態(tài)基體的抗拉強(qiáng)度，為進(jìn)一步研制冷拔因瓦合金線材等產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)基材。本合金在奧氏體基體上彌散分布著NbN、TiN、VN、VC、Mo2C、NbC等細(xì)微顆粒，有效地提升了抗拉強(qiáng)度、降低了膨脹系數(shù)，具有生產(chǎn)成本低、操作工藝簡(jiǎn)單、節(jié)約合金原料等特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C22C38/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105039850
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510488822
【發(fā)明人】孫中華, 李建新, 常金寶, 張雲(yún)飛
【申請(qǐng)人】河北鋼鐵股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日