一种镍基高温合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种儀基合金，具体地讲是一种儀基高溫合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 提高燃煤火力发电机组效率的一个主要途径是提高蒸汽参数。目前，燃煤火力发 电机组汽轮机高中压转子均采用9~12化铁素体型耐热钢材料制造。由于9~12化铁 素体耐热钢承受溫度的极限在650°C，为进一步提高进汽参数至700°C，则必须使用承溫能 力更优的材料。儀基合金是不错的选择，目前国内外能够使用在700°CW上的儀基合金有 很多，如GH4080A、GH4710、GH4720Li等，但由于变形抗力大，难于制造大型转子，同时由于 丫'沉淀强化相含量较高，从而容易导致焊接产生应变时效裂纹。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种儀基高溫合金及其制备方法， 该儀基高溫合金力学性能、锻造变形性能和焊接性能优异。
[0004] 实现本发明的技术方案是：一种儀基高溫合金，其特征在于：各主要元素质量百 分数分别为：铭：15%~22. 1% ;钻：6%~14% ;鹤：0. 05%~4. 0% ;钢：6%~11. 02% ; 侣：0.55%~2.5% ;铁：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。 阳〇化]上述儀基高溫合金的优选方案之一是，所述各主要元素质量百分数分别为：铭： 14. 5 % ;钻：13. 98 % ;鹤：3. 93 % ;钢：6. 13 % ;侣：0. 57 % ;铁：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优选方案之二是，所述各主要元素质量百分数分别为：铭： 19. 88 % ;钻：10. 23 % ;鹤：1. 72 % ;钢：9. 79 % ;侣：1. 65 % ;铁：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优选方案之=是，所述各主要元素质量百分数分别为：铭： 22. 1 % ;钻：6. 12 % ;鹤：0. 08 % ;钢：11. 02 % ;侣：2. 49 % ;铁：0. 45 % ;棚：0. 043 % ; 粗：0. 06% ;妮：1. 4% ;碳：0. 08% ;氮：< 0. 008 ;儀：余量。
[0008] 一种制备上述儀基高溫合金的方法，包括如下步骤：
[0009] 1)按上述元素成分配比配制合金，通过真空感应炉烙炼均匀化，诱注成铸锭，作为 后续进一步合金精炼的电极；
[0010] 2)将步骤1)烙铸的电渣铸锭作为电极，放置于可控气氛电渣炉中进行一次电渣 重烙净化，形成一次重烙电渣锭；
[0011] 3)将步骤2)形成的一次净化的电渣锭作为电极，放置于真空自耗炉中进行二次 重烙，并最终形成重烙电渣锭； 阳01引 4)将步骤如所述的二次电渣重烙锭，加热至1050°C~1180。保溫适当时间待铸 锭充分透热后，采用锻压机将铸锭锻造成试验所需棒材或型材，并空冷至室溫。
[0013] 5)将步骤4)棒材采用探伤设备检查棒材忍部及表面缺陷，将无缺陷棒材加热至 奥氏体化溫度保溫数小时后，经油冷或空冷至室溫；并将棒材再热加热至730°C~840°C， 保溫16小时后空冷至室溫；得到满足本发明设计需求的合金材料。
[0014] 步骤5)中所述锻压机为液力锻压机。
[0015] 步骤5)中所述探伤设备检测是采用超声波和渗透无损检验。
[0016] 本发明的有益效果是：该合金的25°C及76(TC溫度条件下，材料的拉伸性能各项 指标较GH4080A、GH4710、GH4720Li有明显优势，该合金材料屈强比低，材料塑变能力强便 于锻造成型；其次，合金的断后伸长率较好，材料疲劳性能及裂纹敏感性更低（见表1、表2 所示）；合金在700°C均有较高的长时持久寿命强度，适合大型汽轮机转子的设计寿命1〇7 小时W上材料强度要求（见表3所示）。合金同材质焊接接头性能不低于母材规定塑性延 伸强度的90% (见表4所示），焊缝区组织无明显有害相析出，见附图3所示。
[0017] 本发明的合金经过上述5个步骤后，具有优异的性能，详情如下： 阳〇1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、同种焊接接头（760°C)拉伸性能 阳0巧]
【附图说明】 阳0%] 图1为本发明合金与GH4080A、GH4710、GH4720Li合金材料，在相同的应变速率 0.Is1下溫度与应变抗力关系图；
[0027] 图2为本发明合金的（Al+Ti)可焊性影响关系图；
[0028] 图3为本发明合金材料同材质焊接焊缝区金相组织照片。
[0029] 图中标号：1一例1曲线，2-例2曲线，3-例3曲线，4-GH4080A曲线，5-GH4710 曲线，6-GH4720L1曲线。
【具体实施方式】 阳〇3〇] 实施例1
[0031] 一种制备本发明的儀基高溫合金的方法，包括如下步骤：
[0032] 1)按铭：14. 5% ;钻：13. 98% ;鹤：3. 93% ;钢：6. 13% ;侣：0. 57% ;铁：4. 25% ; 棚：0.021% ;粗：1. 17% ;妮：0.057% ;碳：0.08% ;氮：<0.008 ;儀：余量的质量百分比成 分配比配制合金，通过真空感应炉（炉膛实时真空在102PaW下）1450°C烙炼均匀化，诱注 成铸锭，作为后续进一步合金精炼的电极；
[0033] 2)将步骤1)烙铸的电渣铸锭作为电极，放置于可控气氛电渣炉中进行一次电渣 重烙净化，形成一次重烙电渣锭；
[0034] 3)将步骤2)形成的一次净化的电渣锭作为电极，放置于真空自耗炉中进行二次 重烙，并最终形成重烙电渣锭；
[0035] 4)将步骤3)所述的二次重烙电渣锭，加热至1050°C，保溫适当时间待铸锭充分 透热后（厚度尺寸每增加25mm，保溫时间增加50分钟），采用液力锻压机（压力不小于 2000MN)将铸锭锻造成试验所需棒材或型材，并空冷至室溫，合金锭的单次应变量《50%， 总锻造比不小于3. 5。
[0036] 5)将步骤4)棒材表面车光或磨光，采用超声波和渗透无损检验检查棒材忍部及 表面缺陷，将无缺陷（无线性缺陷和密集显示的缺陷）棒材加热至1050°C，保溫4小时后油 冷或空冷至室溫。并再次将棒材加热至73(TC保溫16小时后空冷至室溫。得到满足本发明 设计需求的合金材料。
[0037] 实施例2
[003引一种制备本发明的儀基高溫合金的方法，包括如下步骤：
[0039] I)按铭：19. 88% ;钻：10. 23% ;鹤：1.72% ;钢：9. 79% ;侣：1.65% ;铁：2. 05% ; 棚：0. 03% ;粗：0. 17% ;妮：0. 55% ;碳：0. 08% ;氮：<0. 008 ;儀：余量的质量百分比成分 配比配制合金，通过真空感应炉（炉膛实时真空在102PaW下）1500