一種鎳基高溫合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種儀基合金，具體地講是一種儀基高溫合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 提高燃煤火力發(fā)電機(jī)組效率的一個主要途徑是提高蒸汽參數(shù)。目前，燃煤火力發(fā) 電機(jī)組汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子均采用9~12化鐵素體型耐熱鋼材料制造。由于9~12化鐵 素體耐熱鋼承受溫度的極限在650°C，為進(jìn)一步提高進(jìn)汽參數(shù)至700°C，則必須使用承溫能 力更優(yōu)的材料。儀基合金是不錯的選擇，目前國內(nèi)外能夠使用在700°CW上的儀基合金有 很多，如GH4080A、GH4710、GH4720Li等，但由于變形抗力大，難于制造大型轉(zhuǎn)子，同時由于 丫'沉淀強(qiáng)化相含量較高，從而容易導(dǎo)致焊接產(chǎn)生應(yīng)變時效裂紋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種儀基高溫合金及其制備方法， 該儀基高溫合金力學(xué)性能、鍛造變形性能和焊接性能優(yōu)異。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種儀基高溫合金，其特征在于：各主要元素質(zhì)量百 分?jǐn)?shù)分別為：銘：15%~22. 1% ;鉆：6%~14% ;鶴：0. 05%~4. 0% ;鋼：6%~11. 02% ; 侶：0.55%~2.5% ;鐵：0.65% ~4.5% ;棚：0.01 %~0.043% ;粗：0.05%~1.2% ; 妮：0. 05%~1. 5% ;碳：0. 02%~0. 10% ;氮：< 0. 008 ;儀：余量。 陽〇化]上述儀基高溫合金的優(yōu)選方案之一是，所述各主要元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為：銘： 14. 5 % ;鉆：13. 98 % ;鶴：3. 93 % ;鋼：6. 13 % ;侶：0. 57 % ;鐵：4. 25 % ;棚：0. 021 % ; 粗：1. 17% ;妮：0. 057% ;碳：0. 08% ;氮：< 0. 008 ;儀：余量。
[0006] 上述儀基高溫合金的優(yōu)選方案之二是，所述各主要元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為：銘： 19. 88 % ;鉆：10. 23 % ;鶴：1. 72 % ;鋼：9. 79 % ;侶：1. 65 % ;鐵：2. 05 % ;棚：0. 03 % ; 粗：0. 17% ;妮：0. 55% ;碳：0. 08% ;氮：< 0. 008 ;儀：余量。
[0007] 上述儀基高溫合金的優(yōu)選方案之=是，所述各主要元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為：銘： 22. 1 % ;鉆：6. 12 % ;鶴：0. 08 % ;鋼：11. 02 % ;侶：2. 49 % ;鐵：0. 45 % ;棚：0. 043 % ; 粗：0. 06% ;妮：1. 4% ;碳：0. 08% ;氮：< 0. 008 ;儀：余量。
[0008] 一種制備上述儀基高溫合金的方法，包括如下步驟：
[0009] 1)按上述元素成分配比配制合金，通過真空感應(yīng)爐烙煉均勻化，誘注成鑄錠，作為 后續(xù)進(jìn)一步合金精煉的電極；
[0010] 2)將步驟1)烙鑄的電渣鑄錠作為電極，放置于可控氣氛電渣爐中進(jìn)行一次電渣 重烙凈化，形成一次重烙電渣錠；
[0011] 3)將步驟2)形成的一次凈化的電渣錠作為電極，放置于真空自耗爐中進(jìn)行二次 重烙，并最終形成重烙電渣錠； 陽01引 4)將步驟如所述的二次電渣重烙錠，加熱至1050°C~1180。保溫適當(dāng)時間待鑄 錠充分透熱后，采用鍛壓機(jī)將鑄錠鍛造成試驗所需棒材或型材，并空冷至室溫。
[0013] 5)將步驟4)棒材采用探傷設(shè)備檢查棒材忍部及表面缺陷，將無缺陷棒材加熱至 奧氏體化溫度保溫數(shù)小時后，經(jīng)油冷或空冷至室溫；并將棒材再熱加熱至730°C~840°C， 保溫16小時后空冷至室溫；得到滿足本發(fā)明設(shè)計需求的合金材料。
[0014] 步驟5)中所述鍛壓機(jī)為液力鍛壓機(jī)。
[0015] 步驟5)中所述探傷設(shè)備檢測是采用超聲波和滲透無損檢驗。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：該合金的25°C及76(TC溫度條件下，材料的拉伸性能各項 指標(biāo)較GH4080A、GH4710、GH4720Li有明顯優(yōu)勢，該合金材料屈強(qiáng)比低，材料塑變能力強(qiáng)便 于鍛造成型；其次，合金的斷后伸長率較好，材料疲勞性能及裂紋敏感性更低（見表1、表2 所示）；合金在700°C均有較高的長時持久壽命強(qiáng)度，適合大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)計壽命1〇7 小時W上材料強(qiáng)度要求（見表3所示）。合金同材質(zhì)焊接接頭性能不低于母材規(guī)定塑性延 伸強(qiáng)度的90% (見表4所示），焊縫區(qū)組織無明顯有害相析出，見附圖3所示。
[0017] 本發(fā)明的合金經(jīng)過上述5個步驟后，具有優(yōu)異的性能，詳情如下： 陽〇1引表1、室溫（25°C)拉伸性能：
[0019]
[0020] 表2、高溫（760°C)拉伸性能：
[0021]
[0022] 表3、高溫（700°C)持久性能：
[0023]
[0024] 表4、同種焊接接頭（760°C)拉伸性能 陽0巧]

【附圖說明】 陽0%] 圖1為本發(fā)明合金與GH4080A、GH4710、GH4720Li合金材料，在相同的應(yīng)變速率 0.Is1下溫度與應(yīng)變抗力關(guān)系圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明合金的（Al+Ti)可焊性影響關(guān)系圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明合金材料同材質(zhì)焊接焊縫區(qū)金相組織照片。
[0029] 圖中標(biāo)號：1一例1曲線，2-例2曲線，3-例3曲線，4-GH4080A曲線，5-GH4710 曲線，6-GH4720L1曲線。
【具體實施方式】 陽〇3〇] 實施例1
[0031] 一種制備本發(fā)明的儀基高溫合金的方法，包括如下步驟：
[0032] 1)按銘：14. 5% ;鉆：13. 98% ;鶴：3. 93% ;鋼：6. 13% ;侶：0. 57% ;鐵：4. 25% ; 棚：0.021% ;粗：1. 17% ;妮：0.057% ;碳：0.08% ;氮：<0.008 ;儀：余量的質(zhì)量百分比成 分配比配制合金，通過真空感應(yīng)爐（爐膛實時真空在102PaW下）1450°C烙煉均勻化，誘注 成鑄錠，作為后續(xù)進(jìn)一步合金精煉的電極；
[0033] 2)將步驟1)烙鑄的電渣鑄錠作為電極，放置于可控氣氛電渣爐中進(jìn)行一次電渣 重烙凈化，形成一次重烙電渣錠；
[0034] 3)將步驟2)形成的一次凈化的電渣錠作為電極，放置于真空自耗爐中進(jìn)行二次 重烙，并最終形成重烙電渣錠；
[0035] 4)將步驟3)所述的二次重烙電渣錠，加熱至1050°C，保溫適當(dāng)時間待鑄錠充分 透熱后（厚度尺寸每增加25mm，保溫時間增加50分鐘），采用液力鍛壓機(jī)（壓力不小于 2000MN)將鑄錠鍛造成試驗所需棒材或型材，并空冷至室溫，合金錠的單次應(yīng)變量《50%， 總鍛造比不小于3. 5。
[0036] 5)將步驟4)棒材表面車光或磨光，采用超聲波和滲透無損檢驗檢查棒材忍部及 表面缺陷，將無缺陷（無線性缺陷和密集顯示的缺陷）棒材加熱至1050°C，保溫4小時后油 冷或空冷至室溫。并再次將棒材加熱至73(TC保溫16小時后空冷至室溫。得到滿足本發(fā)明 設(shè)計需求的合金材料。
[0037] 實施例2
[003引一種制備本發(fā)明的儀基高溫合金的方法，包括如下步驟：
[0039] I)按銘：19. 88% ;鉆：10. 23% ;鶴：1.72% ;鋼：9. 79% ;侶：1.65% ;鐵：2. 05% ; 棚：0. 03% ;粗：0. 17% ;妮：0. 55% ;碳：0. 08% ;氮：<0. 008 ;儀：余量的質(zhì)量百分比成分 配比配制合金，通過真空感應(yīng)爐（爐膛實時真空在102PaW下）1500