本发明专利技术公开了一种抗氧化高温合金材料，属于合金材料技术领域，其化学组成，按重量百分比计为：C ≤0.02；Cr 14.5~16.5；Mo 15.0~17.0；W 3.0~4.5；Fe 4.0~7.0；V≤0.35；Co≤2.5；余量为Ni，还公开了上述材料的制备方法和应用；本发明专利技术的合金材料具有优异的耐高温性能、抗氧化耐腐蚀性能及力学性能，室温（25℃）的抗拉强度σb≥820N/mm2，屈服强度σ0.2≥440N/mm2，伸长率δ5≥60％；高温持久性能：应力200Mpa、温度760℃，持久断裂时间≥100h，伸长率δ5≥45％；本发明专利技术的性能，尤其显著的抗氧化及抗氯离子腐蚀性能优于现有普通高温合金材料，能够满足高温等复杂工作环境的使用要求，用于飞机的高温易氧化部件，具有重要的意义，值得大规模推广和应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，尤其涉及一种抗氧化高温合金材料、其制备方法及其应用。
技术介绍
在航空
，航空发动机的热部件中，叶片材料的使用条件最为苛刻。首先是高温：航空喷气发动机从压气机到尾喷管，各零部件在一定温度下工作，有些零件要在800℃以上的条件下长期工作。其次是高应力：一些高温部件，由于震动、气流的冲刷，特别是旋转造成的离心作用，将承受较大的应力。如涡轮叶片的应力可达300～400Mpa。再次是氧化和腐蚀等化学作用：燃气中存在大量的氧、水气，并存在SO2、H2S等腐蚀性气体，都对高温零件起氧化和腐蚀作用。现有的合金材料，在高温下具有较好的力学性能，比如申请号为201210157236.7、专利名称为“一种高强抗热腐蚀镍基单晶高温合金”的中国专利申请；又比如申请号为201510894737.7、专利名称为“一种镍基高温合金粉”的中国专利申请，但是其适用温度仅为650℃，在更高的温度下其力学性能较差，而且，在较高温度下，对于化学腐蚀的耐受性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，就在于提供一种抗氧化高温合金材料，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种抗氧化高温合金材料，其化学组成，按重量百分比计为：C≤0.02；Cr 14.5～16.5；Mo 15.0～17.0；W 3.0～4.5；Fe 4.0～7.0；V≤0.35；Co≤2.5余量为Ni。本专利技术所述高温合金，是抗潮湿氯气、亚氯酸盐、二氧化氯溶液腐蚀较好的几个合金之一，它也能抵抗强氧化盐类溶液(如氯化铁、氯化铜)的化学腐蚀，此外，本专利技术的合金还有较好的抗斑点腐蚀和应力腐蚀的能力，抗氧化温度可达1040℃。作为优选的技术方案：所述材料中，所含的杂质，按质量百分比计：P≤0.03％ S≤0.03％Mn≤1.0％ Si≤0.05％。本专利技术的目的之二，在于提供一种上述高温合金材料的制备方法，采用的技术方案为：(1)按组分比例称量原料，然后进行熔炼，熔炼温度1540～1580℃，溶液浇注成自耗电极；(2)将步骤(1)所得的自耗电极进行重熔精炼，重熔成电渣锭；(3)将步骤(2)所得的电渣锭加热至1200～1220℃，保温20～30小时，然后降温至1130～1150℃，保温2～3h，用压机锻造制成所需棒材或型材；(4)将步骤(3)棒材采用探伤设备检查棒材或型材芯部及表面缺陷，清除无缺陷棒材或型材彻底表面的油污或石墨，然后加热至1150℃保温2小时后，水冷至室温，即得。作为优选的技术方案：步骤(1)中，熔炼时在真空感应炉中进行。作为优选的技术方案：步骤(2)在可控气氛电渣炉中进行。作为优选的技术方案：步骤(3)中所述压机为液压力快锻机。作为优选的技术方案：步骤(3)中所述锻造时采用多火次，小变形量的方式锻造成材。本专利技术目的之三，在于提供一种上述材料的应用，采用的技术方案为：将所述合金材料用于制作发动机关键部件。所述的关键部件是指压气机、整体叶盘、涡轮盘、涡轮叶片等部件。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的合金材料具有优异的耐高温性能、抗氧化耐腐蚀性能及力学性能，室温(25℃)的抗拉强度σb≥820N/mm2，屈服强度σ0.2≥440N/mm2，伸长率δ5≥60％；高温持久性能：应力200Mpa、温度760℃，持久断裂时间≥100h，伸长率δ5≥45％；本专利技术的性能，尤其显著的抗氧化及抗氯离子腐蚀性能优于现有普通高温合金材料，能够满足高温等复杂工作环境的使用要求，用于飞机的高温易氧化部件，具有重要的意义，值得大规模推广和应用。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1-5：采用不同含量的元素，制得合金材料，一共采用了5种不同的配方，各元素的组成见表1，表1中余量为Ni总计为100％，表1中，均为质量百分含量值。表1实施例1-5中各种元素的组成CCrMoWFeVCo实施例10.02014.5015.003.004.000.352.50实施例20.01514.9015.603.105.200.312.10实施例30.01115.3016.003.605.900.201.50实施例40.00916.0016.704.106.600.151.00实施例50.00316.5017.004.507.000.090.50(1)按组分比例称量原料，然后进行熔炼，熔炼温度1540～1580℃，溶液浇注成自耗电极；(2)将步骤(1)所得的自耗电极进行重熔精炼，重熔成电渣锭；(3)将步骤(2)所得的电渣锭加热至1200～1220℃，保温20～30小时，然后降温至1130～1150℃，保温2～3h，用压机锻造制成所需棒材或型材；(4)将步骤(3)棒材采用探伤设备检查棒材或型材芯部及表面缺陷，清除无缺陷棒材或型材彻底表面的油污或石墨，然后加热至1150℃保温2小时后，水冷至室温，即得。实施例6:材料性能测试:在成品钢棒上取样检验力学性能，进行对应的力学性能试验；将实施例1-5所制得的成品钢棒进行性能测试，经室温拉伸试验，结果表明其力学性能完全达到设计要求，试验结果如下：表2室温拉伸：参数σbσ0.2δ5单位N/mm2N/mm2％实施例1结果82144360实施例2结果85345061实施例3结果86245965实施例4结果89646168实施例5结果86145362表3高温持久性能(应力200Mpa、温度760℃)：参数持久断裂时间δ5单位h％实施例1结果10145实施例2结果10547实施例3结果11649实施例4结果11953实施例5结果10947实施例7:本专利技术的合金材料抗氧化及抗氯离子腐蚀性能实验:将实施例1-5所制得的成品钢棒进行抗氧化及抗氯离子腐蚀性能实验，其结果见表4，表4中数值为“平均腐蚀率”，其单位为mg/cm2.h。表4：100℃、5％盐酸氯化镁应力腐蚀50℃、三氯化铁100℃、50％硫酸实施例12.320.0993.110.83实施例22.270.0932.950.79实施例32.030.0782.230.68实施例41.510.0511.560.51实施例51.360.0501.360.43以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗氧化高温合金材料，其特征在于：其化学组成，按重量百分比计为：C ≤0.02；Cr 14.5~16.5；Mo 15.0~17.0；W 3.0~4.5；Fe 4. 0~7. 0；V ≤0.35；Co ≤2.5；余量为Ni。
【技术特征摘要】
1.一种抗氧化高温合金材料，其特征在于：其化学组成，按重量百分比计为：C ≤0.02；Cr 14.5~16.5；Mo 15.0~17.0；W 3.0~4.5；Fe 4. 0~7. 0；V ≤0.35；Co ≤2.5；余量为Ni。2.根据权利要求1所述的一种Ni-Cr-Mo-W系高温合金材料，其特征在于：所述材料中，所含的杂质，按质量百分比计：P≤0.03 % S≤0.03%Mn≤1.0% Si≤0. 05%。3.权利要求1或2所述的一种抗氧化高温合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）按组分比例称量原料，然后进行熔炼，熔炼温度1540~1580℃，溶液浇注成自耗电极；（2）将步骤（1）所得的自耗电极进行重熔精炼，重熔成电渣锭；（3）将步骤（2）所得的电渣锭加热至1200~1220℃，保温20~30小时，然后降温至1130~115...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建，雷德江，黄志永，刘永新，丁勇，张华国，
申请(专利权)人：四川六合锻造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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