专利名称：：舰船增压器叶片用合金及叶片加工工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及合金，另外还涉及该合金用于舰船增压器叶片的加工方法。二、
背景技术：
-航空发动机的发展与高温合金的发展密不可分，高温合金经历了变形高温合金、普通铸造高温合金、定向凝固高温合金和单晶高温合金四个阶段。我国从研制和生产变形高温合金已近30年了，除了防止英、美、苏变形高温合金外，也研究了多种变形合金，形成了我国的体系。20世纪70年代末，由于合金化理论和热处理工艺的突破，单晶合金进入一个蓬勃发展的时期，相继出现承温能力分别提高30度的第一代、第二代、第三代单晶合金。第四代单晶合金是发达国家新材料的研究重点。高温合金是航空工业的重要金属材料，高温合金的发展对航天、能源、石油化工、造船等工业的发展起到举足轻重的作用。从目前看，超合金是发达国家新材料研究的重点。航空发动机和工业用气体涡轮零件的叶片和活阀经常暴露在高温环境中，为此，就采用了高温环境中高温性能优异的定向凝固及单晶合金。众所周知，由于y'相长时间暴露在高温下，会产生粗大化，导致材料特性恶化。可是关于己实用化的定向凝固合金和单晶超合金在高温下长时间暴露产生y'相长大，进行定量分析的实验非常少。三、
发明内容.-本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种舰船增压器叶片用合金，配方合理，合金工作温度高，适于定向凝固和单晶精铸工艺；另外本发明还提供采用该合金作原料生产舰船增压器叶片加工工艺，方法简单，易操作，产品质量佳。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是舰船增压器叶片用合金，合金中添加有下述重量百分比的化学元素CCrCoMoWRe0.030.058918200.81.077.52.63.0AlTiTaRuCeCa5.56.00.51.0670.81.21040ppm<10ppm。所述舰船增压器叶片加工工艺，具体步骤如下第一步熔炼合金按上述合金配方配制元素，用真空炉熔炼制合金；合金熔炼按照原材料检验—清洁干燥—VIM精炼—成分分析—真空浇注进行所述合金熔炼采用VIF-300B真空感应炉进行真空熔炼，真空度〈6.6xl0的2次分；压升率1.2PA/H;最高温度1750°C;中间包加热温度1600°C(上区)，190CTC(下区)；模具下降速度0.1-30mm;锡锅加热和冷却系统调节正常；对DS和DD的定向凝固合金和单晶超合金进行温度剃度的设计，控制气体元素含量，排除残余和有害之素含量。所述单晶和定向凝固使用IM柑埚符合下述要求AL203》99.6%Ca0《0.1%Si02《0.1%Na20《0.06o/oFe203《0,02%K20《0.02%。第二步浇铸将超合金溶液注入壳型首先超合金同水冷底板相遇，靠近底板的那一层超合金韧带冷却至结晶温度以下而开始结晶，固相和液相界面上的热流保持单一方向流出，结晶前沿区域内维持正向温度梯度；结晶长大形成柱晶，直至整个叶片。第三步后处理按常规工艺进行清砂、切割、检査及热处理等后处理得到舰船增压器叶片。所述第二步浇铸单晶合金用提供模壳型壳型在1550°C-160CTC高温下工作，壳型高强度薄壁厚，要求大于150CTC，强度大于3MPa，150CTC圆形自重变形小于2mm，壳型的壁厚3-6mm。所述壳型材质以电熔刚玉为粉料，硅溶胶为粘接剂，加入铝一硅系列化剂配成涂料，形成唯一的高温稳定莫莱石相，加入膨润土为悬浮剂，在水中形成胶固，加入降粘剂，折散悬浮剂形成的卡片结构，可较好的改变涂料性能，达到改善壳型壁厚均匀化4-6mm的目的。所述壳型也可以购买811A型陶瓷型加入A卜Si-Ca矿化剂或者811B型加入A卜Si-Mg型矿化剂。本发明超合金具有以下优点1.通过加入La、Ce生成Ce-0-S化合物，阻碍确晶界扩散，提高熔点60度。2.通过加入Ru，提高高温蠕变温度，避免或抑制有关相PCP相的产生。3.通过128t的均质化的固溶处理，排除位错源、提高材料的均质度，增加使用寿命数倍。4.通过定向凝固及单晶精密铸造型工艺，可使该合金的使用寿命提高1倍。5.以铸代锻，大大縮短工艺流程，提高成才率，降低生产成本。6.超合金适用在舰船增压器叶片上，尤其适应劣质燃气和海洋腐蚀性条件下使用。本发明超合金主要用于舰船增压器叶片上，舰船增压器叶片的加工工艺与传统工艺相比，具有显著的特点1.通过定向凝固及单晶的精密铸造型工艺，可使该合金的使用寿命提高一倍。2.以铸代锻大大缩短工艺流程，提高成才率，降低成本。3.采用的超合金增压器叶片，尤其适应劣质燃油和海洋腐蚀性条件下使用。由于该合金能提高工作温度，减少有害排放物，抗蠕变力增强、使用寿命增长、耐用性强，满足当代军用及民用飞机燃气涡轮引擎生产的内在要求、所有陆上燃气涡轮内在要求、是许多海上燃气涡轮的内在要求。通过定向凝固及单晶精密铸造型工艺，可以该合金的使用寿命提高l倍，而且以铸代锻，大大縮短工艺流程，提高成才率，降低生产成本，尤其适应劣质燃气和海洋腐蚀性条件下使用，系国内首创，填补国内船用柴油机配套空白。四图1为本发明叶片加工工艺流程图。五具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。实施例l-4舰船增压器叶片用合金，合金中添加有如下表所述重量百分比的化学元素<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例5所述舰船增压器叶片加工工艺，具体步骤如下第一步配制合金分别采用上述实施例1-4制得的超合金，用真空炉熔炼制合金；合金熔炼按照原材料检验—清洁干燥—VIM精炼—成分分析—真空浇注熔炼进行合金熔炼采用VIF-300B真空感应炉进行真空熔炼，真空度<6.6x10的2次分；压升率1.2PA/H;最高温度1750°C;中间包加热温度1600°C(上区)，190CTC(下区)；模具下降速度0.1-30mm;锡锅加热和冷却系统调节正常；对DS和DD的定向凝固合金和单晶超合金进行温度剃度的设计，控制气体元素含量，排除残余和有害之素含量。所述单晶和定向凝固使用IM坩埚符合下述要求AL203》99.6%Ca0《0.1%Si02《0.10/0Na20《0.06%Fe203《0.02%K20《0.02%。第二步浇铸采用第一步制得的超合金为原料，超合金溶液注入壳型，首先超合金同水冷底板相遇，靠近底板的那一层超合金韧带冷却至结晶温度以下而开始结晶，固相和液相界面上的热流保持单一方向流出，结晶前沿区域内维持正向温度梯度；结晶长大形成柱晶，直至整个叶片。第三步后处理按常规工艺进行清砂、切割、检査及热处理等后处理得到舰船增压器叶片。第二步浇铸将超合金溶液注入壳型首先超合金同水冷底板相遇，靠近底板的那一层超合金韧带冷却至结晶温度以下而开始结晶，固相和液相界面上的热流保持单一方向流出，结晶前沿区域内维持正向温度梯度；结晶长大形成柱晶，直至整个叶片。其中单晶合金用提供模壳型壳型在155(TC-160(TC高温下工作，壳型高强度薄壁厚，要求大于150CTC，强度大于3MPa，150(TC圆形自重变形小于2mm，壳型的壁厚3-6mm。壳型材质以电熔刚玉为粉料，硅溶胶为粘接剂，加入铝一硅系列化剂配成涂料，形成唯一的高温稳定莫莱石相，加入膨润土为悬浮剂，在水中形成胶固，加入降粘剂，折散悬浮剂形成的卡片结构，可较好的改变涂料性能，达到改善壳型壁厚均匀化4-6mm的目的。壳型也可以购买811A型陶瓷型加入A卜Si-Ca矿化剂或者811B型加入A卜Si-Mg型矿化剂。第三步后处理按常规工艺进行清砂、切割、检査及热处理等后处理得到舰船增压器叶片。权利要求1、舰船增压器叶片用合金，其特征是合金中添加有下述重量百分比的化学元素CCrCoMoWRe0.03～0.058～918～200.8～1.07～7.52.6～3.0AlTiTaRuCeCa5.5～6.00.5～1.01.8～1.210～40ppm＜10ppm。2、采用权利要求1所述舰船增压器叶片用合金制叶片加工工艺，其特征是具体步骤如下第一步熔炼合金按上述合金配方配制元素，用真空炉熔炼制合金；合金熔炼按照原材料检验—清洁干燥—VIM精炼—成分分析—真空浇注进行；第二步浇铸将超合金溶液注入壳型首先超合金同水冷底板相遇，靠近底板的那一层超合金韧带冷却至结晶温度以下而开始结晶，固相和液相界面上的热流保持单一方向流出，结晶前沿区域内维持正向温度梯度；结晶长大形成柱晶，直至整个叶片；第三步后处理按常规工艺进行清砂、切割、检查及热处理等后处理得到舰船增压器叶片。3、根据权利要求2所述舰船增压器叶片用合金制叶片加工工艺，其特征是合金熔炼采用VIF-300B真空感应炉进行真空熔炼，真空度〈6.6xl0的2次分；压升率1.2PA/H;最高温度175(TC;中间包加热温度1600°C(上区)，1900°C(下区)；模具下降速度0.1-30mm;锡锅加热和冷却系统调节正常；对DS和DD的定向凝固合金和单晶超合金进行温度剃度的设计，控制气体元素含量，排除残余和有害之素含量。4、根据权利要求2所述舰船增压器叶片用合金制叶片加工工艺，其特征是单晶和定向凝固使用IM坩埚符合下述要求-AL203》99.6%Ca0《0.1%Si02《0.1%Na20《0.06%Fe203《0.02%K20《0.02%。5、根据权利要求2所述舰船增压器叶片用合金制叶片加工工艺，其特征是第二步浇铸单晶合金用提供模壳型壳型在1550°C-160(TC高温下工>作，壳型高强度薄壁厚，要求大于150CTC，强度大于3MPa，150CTC圆形自重变形小于2mm，壳型的壁厚3-6mm。6、根据权利要求2所述舰船增压器叶片用合金制叶片加工工艺，其特征是壳型材质以电熔刚玉为粉料，硅溶胶为粘接剂，加入铝一硅系列化剂配成涂料，形成唯一的高温稳定莫莱石相，加入膨润土为悬浮剂，在水中形成胶固，加入降粘剂，折散悬浮剂形成的卡片结构，可较好的改变涂料性能，达到改善壳型壁厚均匀化4-6mm的目的。7、根据权利要求2所述舰船增压器叶片用合金制叶片加工工艺，其特征是壳型也可以购买811A型陶瓷型加入A卜Si-Ca矿化剂或者811B型加入A卜Si-Mg型矿化剂。全文摘要本发明涉及合金。舰船增压器叶片用合金，合金中添加有下述重量百分比的化学元素C0.03～0.05，Cr8～9，Co18～20，Mo0.8～1.0，W7～7.5，Re2.6～3.0，Al5.5～6.0，Ti0.5～1.0，Ta6～7，Ru0.8～1.2，Ce10～40ppm，Ca＜10ppm。本发明超合金通过加入La、Ce生成Ce-O-S化合物，阻碍确晶界扩散，提高熔点60度。通过加入Ru，提高高温蠕变温度，避免或抑制有关相PCP相的产生。通过128℃的均质化的固溶处理，排除位错源、提高材料的均质度，增加使用寿命数倍。通过定向凝固及单晶精密铸造型工艺，可使该合金的使用寿命提高1倍。以铸代锻，大大缩短工艺流程，提高成才率，降低生产成本。超合金适用在舰船增压器叶片上，尤其适应劣质燃气和海洋腐蚀性条件下使用。文档编号C22C30/00GK101643875SQ20091018726公开日2010年2月10日申请日期2009年9月4日优先权日2009年9月4日发明者于长鲲申请人:大连金煤阀门有限公司