本发明专利技术公开的实施方案涉及镍基合金和直接时效镍基合金的方法。更具体地，本发明专利技术公开的某些实施方案涉及直接时效镍基合金的方法，以赋予改良的机械性能，例如，但不限于，合金的拉伸强度、屈服强度、低循环疲劳、疲劳裂纹生长、和蠕变和断裂寿命。本发明专利技术公开的其它实施方案涉及直接时效的镍基合金，以及由此制造的生产制品，具有改良的机械性能，例如，但不限于，拉射强度、屈服强度、低循环疲劳、疲劳裂纹生长和蠕变和断裂寿命。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开的实施方案涉及镍基合金和直接时效镍基合金的方法。更具体地，本专利技术公开的某些实施方案涉及直接时效镍基合金的方法，以赋予改良的机械性能，例如，但不限于，合金的拉伸强度、屈服强度、低循环疲劳、疲劳裂纹生长、和蠕变和断裂寿命。本专利技术公开的其它实施方案涉及直接时效的镍基合金，以及由此制造的生产制品，具有改良的机械性能，例如，但不限于，拉射强度、屈服强度、低循环疲劳、疲劳裂纹生长和蠕变和断裂寿命。【专利说明】此案是申请日为2006年5月9日、中国申请号为200680008706.6(国际申请号为PCT/US2006/017804)、专利技术名称为“”的专利技术申请的分案申请。
技术介绍
本专利技术公开的实施方案涉及镍基合金和直接时效镍基合金的方法。更具体地说，本专利技术公开的某些实施方案涉及直接时效718?丨1^1;镍基合金的方法以赋予改进的机械性能，如，但不限于，合金的拉伸强度、屈服强度、低循环疲劳寿命、疲劳裂纹生长、以及蠕变和断裂寿命。本专利技术公开的其它实施方案涉及直接时效的718PlusK镍基合金，以及由此制造的生产制品，这些制品具有改进的机械性能，如，但不限于，拉伸强度、屈服强度、低循环疲劳寿命、疲劳裂纹生长、以及蠕变和断裂寿命。燃气轮机发动机的性能，这些年来随着镍基超级合金的高温机械性能的改进而改进。这些合金是大多数接触最热操作温度的燃气轮机发动机的构件所选择的材料。燃气轮机发动机的构件，例如，垫圈、轮叶、紧固件、壳体和传动轴，通常是由镍基超级合金制成的，它们要求在非常高的温度下长时间保持高的应力。合金718是使用最广泛的镍基超级合金中的一种，并于U.S.专利3046108中概括地进行了描述，其说明书特别引入本文作为参考。合金718的广泛使用来源于合金的一些独特的特征。例如，合金718在最高达约6890C (1200 0F )下具有高强度和良好的应力-断裂性能。另外，合金718具有良好的加工性能，如可铸性和热加工性，以及良好的可焊性。这些良好的特性使其易于制造并且，当需要时，还可以修补由合金718制造的构件。但是，在高于689°C (1200 0F )的温度下，合金718的机械性能迅速变坏。因此，合金718的使用被限制在低于约689°C (1200 0F )以下的用途。现已研制出其它的超级合金，例如，Rene41?丨(ATI Properties, Inc.的注册商标)和Waspaloy?镍基合金(Pratt&Whitney Aircraft的商标)，这两种合金可从北卡罗来纳州，Monroe的ATI Allvac获得，相对于合金718来说，其具有提高的热容量。然而，这些合金的缺点是可加工性和可焊性差，并且，比合金718更贵，部分原因在于掺入较高含量的昂贵的合金元素。镍基超级合金71 SPIus1N (ATI Properties, Inc.商标)，在 U.S.专利 6730264 中有一般说明， 特将其说明书作为参考引入本文。合金718Plus?包含，按重量％计，高达约0.1%的碳，约12%~约20%的铬，高达约4%的钥，高达约6%的鹤，约5%~约12%的钴，高达约14%的铁，约4%~约8%的铌，约0.6%~约2.6%的铝，约0.4%~约1.4%的钛，约0.003%~约0.03%的磷，约0.003%~约0.015%的硼，以及镍；其中，钥的重量％和钨的重量％的总和至少约2%，但不大于约8%，以及，其中，铝的原子％和钛的原子％的总和约2%~约6%，铝的原子％对钛的原子％的比值至少约1.5，以及，铝的原子％和钛的原子％的总和除以铌的原子％为约0.8~约1.3。合金71 8PIUS'与合金718相比，显示改良的高温机械性能。另外，合金718P1US?通常具有较好的热加工性和可焊性，并且比Rene 41?合金和Waspaloy?镍基合金更便宜。在同时待审的U.S.专利申请号10/679899中，其说明书特别全文引入本文作参考，本专利技术人就使用固溶处理和时效处理的镍基合金和方法进行了说明。按本文中公开的方法处理的合金，具有良好的高温机械性能，当暴露于高温时，能保持基本稳定。然而，有利的是提供一种具有进一步改良高温机械性能的镍基合金，而同时其在处理过程中无须固溶处理步骤。正如下文详细讨论的，本专利技术人已发现加工镍-基合金的方法，该法提供增高的热稳定容量而无需固溶处理步骤。专利技术简述本专利技术公开的各种实施方案涉及直接时效718PlusK、镍基合金的方法。根据本文公开的各种非限制性实施方案的直接时效的718Plus?合金中可以观察到改进的机械性倉泛。根据非限制性实施方案，提供一种处理镍基合金的方法，该法包括:把镍基合金加工成要求的形状；以及，直接时效镍基合金。按照这非限制性实施方案的镍基合金，其包括，按重量％计，高达约0.1%的碳，约12%~约20%的铬，高达约4%的钥，高达约6%的钨，约5%~约12%的钴，高达约14%的铁，约4%~约8%的铌，约0.6%~约2.6%的铝，约0.4~1.4%的钛，约0.003%~约0.03%的磷，约0.`003%~约0.015%的硼，镍和偶存的杂质；其中，钥的重量％和钨的重量％的总和至少约2%且不大于约8%，以及，其中，铝的原子％和钛的原子％的总和约2%~约6%，铝的原子％对钛的原子％的比值至少约1.5，以及，铝的原子％和钛的原子％的总和除以铌的原子％为约0.8~约1.3。另一非限制性实施方案提供一种处理镍基合金的方法，所述合金的组成包含，按重量％计，高达约0.1%的碳，约12%~约20%的铬，高达约4%的钥，高达约6%的鹤，约5%~约12%的钴，高达约14%的铁，约4%~约8%的铌，约0.6%~约2.6%的铝，约0.4%~约1.4%的钛，约0.003%~约0.03%的磷，约0.003%~约0.015%的硼，镍和偶存的杂质；其中，钥的重量％和钨的重量％的总和至少约2%且不大于约8%，以及，其中，铝的原子％和钛的原子％的总和约2%~约6%，铝的原子％对钛的原子％的比值至少约1.5，以及，铝的原子％和钛的原子％的总和除以铌的原子％为约0.8~约1.3。处理方法包括:加工所述镍基合金成所要求的形状；并且，直接时效所述镍基合金。直接时效镍基合金，包括:在741°C (1365 0F )~8020C (1475 0F )范围的第一直接时效温度下加热镍基合金至少2小时；从第一直接时效温度冷却镍基合金至621 °C (1150 0F )~718°C (1325 0F )范围的第二直接时效温度；在第二直接时效温度下加热所述镍基合金至少8小时；并从第二直接时效温度冷却所述镍基合金至室温。另一非限制性实施方案提供一种生产制品的方法，该法包括:加工718PlusK_镍基合金；以及，直接时效镍基合金。直接时效镍基合金包括；在741°C (1365 0F )~8020C (1475 0F )范围的第一直接时效温度下加热镍基合金至少2小时；从第一直接时效温度冷却镍基合金至621 °C (1150 0F )~718°C (1325 0F )范围的第二直接时效温度；在第二直接时效温度下加热所述镍基合金至少8小时；以及，从第二直接时效温度冷却所述镍基合金至室温。又一非限制性实施方案，提供一种采用如上直本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理镍基合金的方法，该合金包括：按重量%计，至多约0.1%的碳，约12%～约20%的铬，至多约4%的钼，至多约6%的钨，约5%～约12%的钴，至多约14%的铁，约4%～约8%的铌，约0.6%～约2.6%的铝，约0.4%～约1.4%的钛，约0.003%～约0.03%的磷，约0.003%～0.015%的硼，以及镍；其中，钼的重量%和钨的重量%的总和至少为约2%且不大于约8%，而且其中，铝的原子%和钛的原子%的总和为约2%～约6%，铝的原子%对钛的原子%的比值至少为约1.5，而铝的原子%和钛的原子%之和除以铌的原子%为约0.8～约1.3，该法包括：加工所述镍基合金成为所要求的形状；和直接时效所述镍基合金。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德L肯尼迪，曹维涤，
申请(专利权)人：ATI资产公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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