通過粉末成型制造零件的鎳基超合金制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及鎳基超合金，按質(zhì)量百分比，其含有：–5?6.5％鋁；–4.5?7％鈷；–14.5?16.5％鉻；–0?0.2％鉿；–0?1.5％鉬；–2?3.5％鉭；–0?2％鈦；–1?2.5％鎢；–0?0.08％鋯；–0?0.03％硼；–0?0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】通過粉末成型制造零件的鎳基超合金
技術(shù)介紹
本專利技術(shù)涉及用于燃?xì)鉁u輪、特別是槳葉(vane)(也稱為噴嘴或整流器(rectifier)、動葉片或環(huán)形段)的鎳基超合金的一般領(lǐng)域。鎳基超合金通常用于燃?xì)鉁u輪的高溫零件，即，位于燃燒室下游的燃?xì)鉁u輪零件。鎳基超合金的主要優(yōu)點是在650℃至1200℃高溫下的高抗蠕變性以及抗氧化和耐腐蝕性。耐高溫性主要歸因于這些材料的微觀結(jié)構(gòu)，該微觀結(jié)構(gòu)由面心立方(FCC)晶體結(jié)構(gòu)的γ-Ni基質(zhì)和L12結(jié)構(gòu)的有序硬化沉淀物γ’-Ni3Al組成。鎳基超合金零件通常通過鑄造制造，零件的微觀結(jié)構(gòu)是通過嚴(yán)格控制鑄造工藝參數(shù)以及相繼對零件進行熱處理而獲得的。最近，粉末成型制造工藝已用于制造鎳基超合金零件。如本文所用，粉末成型工藝是指燒結(jié)(也稱為粉末冶金工藝)或通過金屬注塑(MIM工藝)或通過增材制造工藝(例如，粘結(jié)劑噴射工藝或例如通過熔體沉積工藝(或熔融纖絲制造(FFF)工藝))的制造工藝。然而，通過粉末成型獲得的超合金零件的機械特性可能不如通過鑄造獲得的超合金零件的機械特性。該通過粉末成型制造的零件的機械特性的這種降低是由于以下事實：粉末成型制造過程中所用的溫度范圍以及加熱和冷卻速率與鑄造制造過程中的非常不同，即使兩個零件具有相同的組成，也不會使通過粉末成型制造的零件具有與通過鑄造所制造的零件相同的微觀結(jié)構(gòu)。是一種已知的鎳基超合金，通常用于燃?xì)鉁u輪零件(特別是渦輪葉片)鑄造制造。例如，通過金屬注塑工藝(MIM工藝)制造的零件具有晶粒尺寸比通過鑄造所制造零件更小的微結(jié)構(gòu)，從而限制了通過MIM工藝所制造零件的抗蠕變性。實際上，在MIM工藝期間進行的這種超合金燒結(jié)是在碳化鈦沉淀的溫度范圍(1200℃至1300℃)內(nèi)進行的，在冷卻后通過齊納釘扎極大地限制了晶界運動，并因此限制了粗粒微觀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。已知文獻WO02/22901，該文獻描述了鎳基超合金。專利技術(shù)目的和概述因此，本專利技術(shù)的目的是提供鎳基超合金組合物，其適合于通過使鎳基超合金粉末成型來制造零件，以改進零件的機械特性、特別是抗蠕變性。具體來說，本專利技術(shù)的目的是通過確保對拓?fù)渚o湊相TCP(富含鉻、鉬和鎢的μ或σ相)成型的低敏感性來維持超合金體積中的微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本專利技術(shù)的目的還在于提供一種超合金，其γ’相含量類似于用于鑄造的現(xiàn)有技術(shù)超合金。本專利技術(shù)的目的還在于提供一種合金，其密度不會過高。根據(jù)第一方面，本專利技術(shù)提供了鎳基超合金，按質(zhì)量百分比，其含有：-5-6.5％鋁；-4.5-7％鈷；-14.5-16.5％鉻；-0-0.2％鉿；-0-1.5％鉬；-2-3.5％鉭；-0-2％鈦；-1-2.5％鎢；-0-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。鎳基合金定義為以鎳的質(zhì)量百分比為主的合金。不可避免的雜質(zhì)定義為那些并非故意添加到組合物中并與其它元素一起帶來的元素。在不可避免的雜質(zhì)中，特別提及的可以是硅(Si)。根據(jù)本專利技術(shù)的超合金使得可以通過粉末成型來制造零件，該零件的微觀結(jié)構(gòu)與通過用常規(guī)合金(適合于鑄造)鑄造而制造的零件的微觀結(jié)構(gòu)相當(dāng)。根據(jù)本專利技術(shù)的超合金尤其可以在燒結(jié)期間限制甚至避免形成碳化物或其它化合物，所述碳化物或其它化合物的形成往往限制晶界的運動，并因此限制了晶粒的尺寸。根據(jù)可能的變體，按質(zhì)量百分比，超合金可以含有：-5-6.5％鋁；-4.5-7％鈷；-14.5-16.5％鉻；-0-0.2％鉿；-0-1.5％鉬；-2-3.5％鉭；-0.5-2％鈦；-1-2.5％鎢；-0-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。此外，按質(zhì)量百分比，超合金可以含有：-5.6-6％鋁；-5.2-6.2％鈷；-15.4-16％鉻；-0-0.15％鉿；-0.5-0.9％鉬；-2.5-2.9％鉭；-0-1.5％鈦；-1.6-2％鎢；-0-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。按質(zhì)量百分比，超合金還可以含有：-5.6-6％鋁；-5.2-6.2％鈷；-15.4-16％鉻；-0-0.15％鉿；-0.5-0.9％鉬；-2.5-2.9％鉭；-0.5-1.5％鈦；-1.6-2％鎢；-0-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。根據(jù)可能的變體，按質(zhì)量百分比，超合金還可以含有：-5.6-6％鋁；-5.2-6.2％鈷；-15.4-16％鉻；-0-0.15％鉿；-0.5-0.9％鉬；-2.5-2.9％鉭；-1-1.5％鈦；-1.6-2％鎢；-0-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。按質(zhì)量百分比，超合金進一步可以含有：-5.6-6％鋁；-5.2-6.2％鈷；-15.4-16％鉻；-0-0.15％鉿；-0.5-0.9％鉬；-2.5-2.9％鉭；-0-1.5％鈦；-1.6-2％鎢；-0.04-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。根據(jù)可能的變體，按質(zhì)量百分比，超合金可以含有：-5.6-6％鋁；-5.2-6.2％鈷；-15.4-16％鉻；-0.1-0.15％鉿；-0.5-0.9％鉬；-2.5-2.9％鉭；-0-1.5％鈦；-1.6-2％鎢；-0-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。根據(jù)另一可能的變體，按質(zhì)量百分比，超合金可以含有：-5.6-6％鋁；-5.2-6.2％鈷；-15.4-16％鉻；-0.1-0.15％鉿；-0.5-0.9％鉬；-2.5-2.9％鉭；-0-1.5％鈦；-1.6-2％鎢；-0.04-0.08％鋯；-0-0.03％硼；-0-0.07％碳；其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。根據(jù)另一可能的變體，按質(zhì)量百分比，超合金可以含有：-5.6-6％鋁；-5.2-6.2％鈷；-15.4-16％鉻；-0.1-0.15％鉿；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種鎳基超合金，按質(zhì)量百分比，其含有：/n-5-6.5％鋁；/n-4.5-7％鈷；/n-14.5-16.5％鉻；/n-0-0.2％鉿；/n-0-1.5％鉬；/n-2-3.5％鉭；/n-0-2％鈦；/n-1-2.5％鎢；/n-0-0.08％鋯；/n-0-0.03％硼；/n-0-0.07％碳；/n其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】20180731 FR 18571301.一種鎳基超合金，按質(zhì)量百分比，其含有：
-5-6.5％鋁；
-4.5-7％鈷；
-14.5-16.5％鉻；
-0-0.2％鉿；
-0-1.5％鉬；
-2-3.5％鉭；
-0-2％鈦；
-1-2.5％鎢；
-0-0.08％鋯；
-0-0.03％硼；
-0-0.07％碳；
其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。


2.如權(quán)利要求1所述的超合金，其中，按質(zhì)量百分比，所述超合金含有：
-5-6.5％鋁；
-4.5-7％鈷；
-14.5-16.5％鉻；
-0-0.2％鉿；
-0-1.5％鉬；
-2-3.5％鉭；
-0.5-2％鈦；
-1-2.5％鎢；
-0-0.08％鋯；
-0-0.03％硼；
-0-0.07％碳；
其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。


3.如權(quán)利要求1所述的超合金，其中，按質(zhì)量百分比，所述超合金含有：
-5.6-6％鋁；
-5.2-6.2％鈷；
-15.4-16％鉻；
-0-0.15％鉿；
-0.5-0.9％鉬；
-2.5-2.9％鉭；
-0-1.5％鈦；
-1.6-2％鎢；
-0-0.08％鋯；
-0-0.03％硼；
-0-0.07％碳；
其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。


4.如權(quán)利要求3所述的超合金，其中，按質(zhì)量百分比，所述超合金含有：
-5.6-6％鋁；
-5.2-6.2％鈷；
-15.4-16％鉻；
-0-0.15％鉿；
-0.5-0.9％鉬；
-2.5-2.9％鉭；
-0.5-1.5％鈦；
-1.6-2％鎢；
-0-0.08％鋯；
-0-0.03％硼；
-0-0.07％碳；
其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。


5.如權(quán)利要求4所述的超合金，其中，按質(zhì)量百分比，所述超合金含有：
-5.6-6％鋁；
-5.2-6.2％鈷；
-15.4-16％鉻；
-0-0.15％鉿；
-0.5-0.9％鉬；
-2.5-2.9％鉭；
-1-1.5％鈦；
-1.6-2％鎢；
-0-0.08％鋯；
-0-0.03％硼；
-0-0.07％碳；
其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。


6.如權(quán)利要求3所述的超合金，其中，按質(zhì)量百分比，所述超合金含有：
-5.6-6％鋁；
-5.2-6.2％鈷；
-15.4-16％鉻；
-0-0.15％鉿；
-0.5-0.9％鉬；
-2.5-2.9％鉭；
-0-1.5％鈦；
-1.6-2％鎢；
-0.04-0.08％鋯；
-0-0.03％硼；
-0-0.07％碳；
其余部分由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。


7.如權(quán)利要求3所述的超合金，其中，按質(zhì)量百分比，所述超合金含有：
-5.6-6％鋁；
-5.2-6.2％鈷；
-15.4-16％鉻；
-0.1-0.15％鉿；
-0.5-0.9％鉬；
-2.5-...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S·J·理查德，J·拉姆，E·梅諾，
申請(專利權(quán))人：賽峰集團，
類型：發(fā)明
國別省市：法國;FR