一种低残余应力镍基高温合金箔材及其制备方法与应用与流程

本申请涉及高温合金加工制备，尤其涉及一种低残余应力镍基高温合金箔材及其制备方法与应用。

背景技术：

1、高温合金是指以铁、钴、镍为基体，能在600℃以上的高温和一定力作用下长期工作的一类金属材料。按基体元素的不同，分为铁基、镍基和钴基高温合金，按制备方法的不同，可分为铸造、变形和粉末高温合金。镍基变形高温合金是指以镍为基体的高温合金，可通过锻造、热轧、冷轧或冷拔等变形手段制备出成品的一类高温合金。

2、目前，镍基高温合金箔材用于制备航空航天发动机中的蜂窝封严结构，而镍基高温合金箔材难以满足900℃左右及以下温度服役的航空发动机蜂窝封严结构的制备要求。

技术实现思路

1、本申请提供了一种低残余应力镍基高温合金箔材及其制备方法与应用，以解决现有传统镍基高温合金难以适用于制造900℃左右及以下温度服役的航空发动机蜂窝封严结构的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种低残余应力镍基高温合金箔材，所述镍基高温合金箔材的化学成分包括：c、cr、co、w、mo、al、ti、fe、b、y以及ni；其中，以质量分数计，

3、c的含量为0.05~0.15%，cr的含量为19~22%，co的含量为0.3~2.2%，w的含量为0.5~1.5%，mo的含量为7.0~8.5%，al的含量为0.5~0.8%，ti的含量为0.15~0.25%，fe的含量为18~21%，b的含量为0.005~0.015%，y的含量为0.01~0.02%。

4、可选的，所述w的质量分数与所述mo的质量分数满足如下关系式：

5、

6、式中，[w]表示w的质量分数，[mo]表示mo的质量分数。

7、可选的，所述al的质量分数与所述ti的质量分数满足如下关系式：

8、

9、式中，[al]表示al的质量分数，[ti]表示ti的质量分数。

10、可选的，所述b的质量分数与所述y的质量分数满足如下关系式：

11、

12、式中，[b]表示b的质量分数，[y]表示y的质量分数。

13、可选的，以质量分数计，所述c的含量为0.05~0.15%，所述fe的含量为18~21%。

14、可选的，所述c的含量为0.05~0.08%，所述cr的含量为20.0~21.0%，所述co的含量为0.5~1.8%，所述w的含量为0.8~1.2%，所述mo的含量为8.0~8.5%，所述al的含量为0.5~0.7%，所述ti的含量为0.15~0.20%，所述fe的含量为19~20%。

15、可选的，所述镍基高温合金箔材的沿轧向残余应力为-15~18mpa。

16、可选的，所述镍基高温合金箔材在900℃的条件下满足如下至少一种性能：抗拉强度为224mpa以上，延伸率为85%以上。

17、第二方面，本申请提供了一种第一方面任意一项实施例所述的低残余应力镍基高温合金箔材在航空发动机或燃气轮机中的应用。

18、第三方面，本申请提供了一种制备第一方面任意一项实施例所述的低残余应力镍基高温合金箔材的方法，所述方法包括：

19、对第一原料进行第一真空加热，以排出附着在所述第一原料上的气体；

20、对第一真空加热后的所述第一原料进行第二真空加热，以使所述第一原料呈现熔化状态，后进行第一精炼，得到结膜的第一熔化原料；

21、对所述结膜的第一熔化原料进行破膜处理，后加入第二原料混合均匀，以进行第二精炼和浇注，得到扁坯；

22、对所述扁坯进行再处理，后进行应力退火处理，得到低残余应力镍基高温合金箔材；其中，

23、所述第一精炼的温度为1500~1600℃，所述第二精炼的温度为1600~1650℃，所述浇注的温度为1480~1530℃，所述应力退火处理的温度为600~650℃。

24、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

25、本申请实施例提供的该低残余应力镍基高温合金箔材，通过合理设计化学成分，制备得到的镍基高温合金箔材在900℃服役温度下具有优异的力学性能，具有高强度、抗高温耐蚀、抗氧化、高韧性和良好焊接性能的低残余应力镍基高温合金箔材，满足了先进航空发动机设计和使用的要求。

技术特征：

1.一种低残余应力镍基高温合金箔材，其特征在于，所述镍基高温合金箔材的化学成分包括：c、cr、co、w、mo、al、ti、fe、b、y以及ni；其中，以质量分数计，

2.根据权利要求1所述的镍基高温合金箔材，其特征在于，所述w的质量分数与所述mo的质量分数满足如下关系式：

3.根据权利要求1所述的镍基高温合金箔材，其特征在于，所述al的质量分数与所述ti的质量分数满足如下关系式：

4.根据权利要求1所述的镍基高温合金箔材，其特征在于，所述b的质量分数与所述y的质量分数满足如下关系式：

5.根据权利要求1~4任意一项所述的镍基高温合金箔材，其特征在于，以质量分数计，所述c的含量为0.05~0.15%，所述fe的含量为18~21%。

6.根据权利要求5所述的镍基高温合金箔材，其特征在于，所述c的含量为0.05~0.08%，所述cr的含量为20.0~21.0%，所述co的含量为0.5~1.8%，所述w的含量为0.8~1.2%，所述mo的含量为8.0~8.5%，所述al的含量为0.5~0.7%，所述ti的含量为0.15~0.20%，所述fe的含量为19~20%。

7.根据权利要求1所述的镍基高温合金箔材，其特征在于，所述镍基高温合金箔材的沿轧向残余应力为-15~18mpa。

8.根据权利要求1所述的镍基高温合金箔材，其特征在于，所述镍基高温合金箔材在900℃的条件下满足如下至少一种性能：抗拉强度为224mpa以上，延伸率为85%以上。

9.一种权利要求1~8任意一项所述的低残余应力镍基高温合金箔材在航空发动机或燃气轮机中的应用。

10.一种制备权利要求1~8任意一项所述的低残余应力镍基高温合金箔材的方法，

技术总结
本申请涉及一种低残余应力镍基高温合金箔材及其制备方法与应用，所述镍基高温合金箔材的化学成分包括：C、Cr、Co、W、Mo、Al、Ti、Fe、B、Y以及Ni；其中，以质量分数计，Cr的含量为19~22%，Co的含量为0.3~2.2%，W的含量为0.5~1.5%，Mo的含量为7.0~8.5%，Al的含量为0.5~0.8%，Ti的含量为0.15~0.25%，B的含量为0.005~0.015%，Y的含量为0.01~0.02%。本申请内容解决了现有传统镍基高温合金难以适用于制造900℃左右及以下温度服役的航空发动机蜂窝封严结构的技术问题。

技术研发人员：安宁,赵文倩,张志伟,高杨,赵斌,牛永吉,李慧威,邓睿,李占青,张乐,方进有,彭劼
受保护的技术使用者：北京北冶功能材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25