示，采用表1中实施例9中的成分铸造长度可达300mm以上的大尺寸空心定向凝固燃气 涡轮叶片。
[0046] 本实施例采用双真空感应法冶炼，根据所需的目标成分，按配比成分进行配料，加 入真空感应熔炼炉中进行熔炼，铸出母合金锭，该过程需要经过熔化-精炼-降温-合金 化-浇注五步骤完成。在熔化步骤中，镍、钴、钼、钨、钽、铬、碳、铼直接装入坩埚，化清后精 炼60min，精炼结束后强烈搅拌熔池，然后停电降温结膜；再通电，加入铝、钛，熔炼10分钟 后进行搅拌，再加入硼和铪熔炼10分钟后进行搅拌，促进成分的均匀化。最后，停电降温， 当熔池温度达到浇注温度后，即可进行浇注，浇注应带电并通过过滤器进行，钢液浇注在提 前预置好的锭模当中，制成母合金锭。将母合金锭成分进行分析，化学成分合格后，母合金 锭可用于铸件的铸造。采用铸件模具压制出铸件蜡模，在铸件蜡模外部涂挂15_厚的陶瓷 浆料，然后在250°C温度下脱蜡，在1450°C下焙烧后制备成陶瓷型壳。将上述制得的陶瓷模 壳放入真空感应熔炼定向凝固炉中，调节真空感应熔炼定向凝固炉中温度至1600 °C，按照 浇铸所需的重量切取母合金锭，在真空感应熔炼定向凝固炉中将母合金锭熔化，熔化后的 金属液浇入铸件陶瓷型壳中，保温5min后，以8mm/min的速度向下移动拉晶，拉晶结束后， 随炉冷却至室温取出铸件。对铸件进行热处理，所采用的热处理工艺为：（1) 1250Γ，保温 5h，空冷至室温；（2) 1050°C，保温6h，空冷至室温；（3) 830°C，保温20h，空冷至室温。在热处 理后的铸件上切取试样并进行测试以及分析。
[0047] 实施例10
[0048] 本实施例所涉及的耐高温热腐蚀高温合金，成分按重量百分比计如表1中实施例 10所示，采用表1中实施例10中的成分铸造长度空心定向凝固燃气涡轮叶片，最小壁厚可 达0· 3臟。
[0049] 本实施例采用双真空感应法冶炼，根据所需的目标成分，按配比成分进行配料，加 入真空感应熔炼炉中进行熔炼，铸出母合金锭，该过程需要经过熔化-精炼-降温-合金 化-浇注五步骤完成。在熔化步骤中，镍、钴、钼、钨、钽、铬、碳、铼直接装入坩埚，化清后精 炼60min，精炼结束后强烈搅拌熔池，然后停电降温结膜；再通电，加入铝、钛，熔炼10分钟 后进行搅拌，再加入硼和铪熔炼10分钟后进行搅拌，促进成分的均匀化。最后，停电降温， 当熔池温度达到浇注温度后，即可进行浇注，浇注应带电并通过过滤器进行，钢液浇注在提 前预置好的锭模当中，制成母合金锭。将母合金锭成分进行分析，化学成分合格后，母合金 锭可用于铸件的铸造。采用铸件模具压制出铸件蜡模，在铸件蜡模外部涂挂15_厚的陶瓷 浆料，然后在250°C温度下脱蜡，在1450°C下焙烧后制备成陶瓷型壳。将上述制得的陶瓷模 壳放入真空感应熔炼定向凝固炉中，调节真空感应熔炼定向凝固炉中温度至1600 °C，按照 浇铸所需的重量切取母合金锭，在真空感应熔炼定向凝固炉中将母合金锭熔化，熔化后的 金属液浇入铸件陶瓷型壳中，保温5min后，以8mm/min的速度向下移动拉晶，拉晶结束后， 随炉冷却至室温取出铸件。对铸件进行热处理，所采用的热处理工艺为：（1) 1250Γ，保温 5h，空冷至室温；（2) 1050°C，保温6h，空冷至室温；（3) 830°C，保温20h，空冷至室温。在热处 理后的铸件上切取试样并进行测试以及分析。
[0050] 表1实施例1-10成分及配比（按重量百分比计）
[0051]
[0052] 实施例1-10合金力学性能
[0053] 表2列出实施例1-10室温拉伸性能及持久性能
[0054] 表2实施例1-10室温拉伸性能及持久性能
[0055]
【主权项】
1. 一种耐高温热腐蚀高温合金铸件，其特征在于：铸件合金的化学成分及其质量百分 比为：A1 3. 8 ~6. 0%;Ti0· 5 ~3. 5%;Cr10. 0 ~12. 0%;Ta5. 0 ~7. 0%;Co8. 0 ~ 10. 0%;W4. 0 ~7. 0%;Mo1. 0 ~3. 0%;Hf0 ~3. 0%;Re0 ~4;C0· 02 ~0· 15%;B 0. 002~0. 02%，余量为镍；合金中的Al、Ti、Hf以及C+B的化学成分控制在如下比例中， 1. 0 彡（Al/Ti)彡 11，Hf0 ~3. 0% ;其中，当 1. 0 彡（Al/Ti)彡 1. 6 时，Hf0 ~0· 5%， 0· 022 彡C+B彡 0· 09 ;当 1. 6 < (Al/Ti)彡 2. 5 时，Hf1. 8 ~3. 0%，0· 09 <C+B彡 0· 17 ; 当2. 5 < (Al/Ti)彡11时，Hf0· 5~L8%，0· 09 <C+B彡0· 17,合金铸件的制备步骤是： 1) 按配比成分进行配料，加入真空感应熔炼炉中进行熔炼，铸出母合金锭，该过程需 要经过熔化、精炼、降温、合金化及浇注五个步骤完成，在熔化步骤中，镍、钴、钼、钨、钽、铬、 碳、铼直接装入坩埚，化清后精炼40min以上，精炼结束后强烈搅拌熔池，然后停电降温结 膜；再通电，加入错、钛，熔炼3~15分钟后进行搅拌，再加入硼和铪熔炼3~15分钟后进 行搅拌，促进成分的均匀化。最后，停电降温，当熔池温度达到浇注温度后，即可进行浇注， 浇注应带电并通过过滤器进行，钢液浇注在提前预置好的锭模当中，制成母合金锭。将母合 金锭成分进行分析，化学成分合格后，母合金锭可用于铸件的铸造。 2) 采用铸件模具压制出铸件蜡模，在铸件蜡模外部涂挂2~20_厚的陶瓷浆料，然后 在120°C~500°C温度下脱蜡，在800°C~1700°C下焙烧后制备成陶瓷型壳。 3) 将上述第二步中制得的陶瓷模壳放入真空感应熔炼定向凝固炉中，调节真空感应熔 炼定向凝固炉中温度至1400 °C~1700°C，按照浇铸所需的重量切取母合金锭，在真空感应 熔炼定向凝固炉中将母合金锭熔化，熔化后的金属液浇入铸件陶瓷型壳中，保温2~20min 后，以0. 5~20mm/min的速度向下移动拉晶，拉晶结束后，随炉冷却至室温取出铸件。 4) 采用上述第一步中所制得的中母合金锭，按照第三步制备铸件并进行热处理，所采 用的热处理工艺为：（1) 1200°C~1270°C，保温2~6h，空冷至室温；（2) 1050°C~1150°C， 保温2~6h，空冷至室温；（3) 830°C~900°C，保温20h~35h，空冷至室温。2. 按照权利要求1所制备的一种耐高温热腐蚀高温合金铸件，其特征在于：所述合金 的化学成分为2. 5 < (Al/Ti)彡11，Hf(λ5~L8%，0· 09 <C+B彡(λ17时，铸件壁厚最 薄处可达0. 3mm。3. 按照权利要求1所制备的一种耐高温热腐蚀高温合金铸件，其特征在于：该铸件 采用定向凝固工艺铸造，所述合金的化学成分为1.0彡（Al/Ti)彡1.6,Hf0~0.5%， 0. 022彡C+B彡0. 09时，所制备的铸件为单晶燃气涡轮叶片时，叶片的长度可达200mm以 上。4. 按照权利要求1所制备的一种耐高温热腐蚀高温合金铸件，其特征在于：该铸件采 用定向凝固工艺铸造，所述合金的化学成分为1.6< (Al/Ti)彡2. 5，Hf1.8~3. 0%，0. 09 <C+B彡 0· 17 或 2. 5 < (Al/Ti)彡ll，Hf0· 5 ~1. 8%，0· 09 <C+B彡 0· 17 时，所制备的 铸件为复杂空心结构的定向柱晶燃气涡轮叶片，叶片的长度可达300mm以上。
【专利摘要】本发明属于金属材料领域，涉及一种用于燃气轮机热端零部件的耐高温热腐蚀高温合金铸件。该合金的化学成分及其质量百分比为：Al？3.8～6.0％；Ti？0.5～3.5％；Cr？10.0～12.0％；Ta？5.0～7.0％；Co？8.0～10.0％；W？4.0～7.0％；Mo？1.0～3.0％；Hf？0～3.0％；Re？0～4；C？0.02～0.15％；B？0.002～0.02％,余量为镍。本发明通过调整Al/Ti值，Hf含量以及与C+B含量的配比，提高了合金的铸造性能，并提高了合金的高温燃热腐蚀性能，从而获得了一种更适合于空心叶片铸造的燃气轮机高温合金。
【IPC分类】B22C9/04, B22D27/04, C22F1/10, C22C19/05
【公开号】CN105349842
【申请号】CN201510750686
【发明人】李青, 肖程波, 陈晶阳, 宋尽霞, 杨海青
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空材料研究院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月6日