專利名稱：一種高溫高比強度鈮合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用粉末冶金和真空電子束合金化熔煉或真空電弧熔煉將高熔點金屬和較低熔點金屬制備成鈮基高溫合金及其鑄錠的方法，特別是一種高溫高比強度鈮合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著世界軍事和航天技術(shù)的迅猛發(fā)展，防空、防天一體化的先進防御系統(tǒng)已成為我國21世紀的重大發(fā)展目標，它作為一個國家軍事技術(shù)實力的標志，具有巨大的軍事與政治影響。作為先進防御系統(tǒng)重要組成部分的動能殺傷攔截器和相應(yīng)的導(dǎo)彈運載系統(tǒng)，對姿態(tài)控制發(fā)動機也提出了更高要求，不但追求高溫性能、使用時間長、材料密度低，而且要具有良好的焊接性能等優(yōu)點。金屬鈮由于其塑性好、熔點高成為這一行業(yè)的首選材料，而且可以通過加入W、Mo、Zr、C、Ti、Ni、Hf等元素實現(xiàn)固溶強化和沉淀強化，以提高合金的室溫和 高溫性能。另外，由于金屬鈮在難熔金屬中密度最低、價格便宜，鈮基合金有具備良好的焊接性能等優(yōu)點，所以，鈮基合金理所當(dāng)然成為該領(lǐng)域中無可媲美最佳材料。國內(nèi)除七十年代研制Nb752、Nb-10Hf_l(C103)鈮合金外，近20年來一直無新一代姿控發(fā)動機在推力室使用溫度的鈮合金的研究。C103合金使用溫度最高為1400°C，短時間達1500°C，且成本比新型高溫鈮合金要高，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的航天技術(shù)研究和發(fā)展的要求，與國外鈮合金的當(dāng)前的水平存在相當(dāng)大的差距。對于我國現(xiàn)有鈮合金使用溫度偏低((1400°C )和提高姿態(tài)控制發(fā)動機設(shè)計技術(shù)特性的矛盾，現(xiàn)研制出的比C103合金溫度高200°C的新合金就成為航天材料中首選.因此低成本、易加工的新一代鈮合金的研制至關(guān)重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種高溫高比強度鈮合金及其制備方法。本發(fā)明的目的按照下述技術(shù)方案實現(xiàn)—種高溫高比強度鈮合金，其主要成分如下表所示
權(quán)利要求
1.一種高溫高比強度鈮合金，其主要成分如下表所示
2.一種高溫高比強度鈮合金制備方法，包括以下步驟 (1)在冶金級鈮粉中添加總重量的4.5-5. 5 %的鎢粉，總重量I. 8-2. 7 %的鑰粉，同時添加O. 1-0. 5 %的稀土元素粉末，用混料機進行混合； (2)對合金粉進行壓制成型，再通過真空高溫?zé)Y(jié)，制備出合金條或棒；(3)合金條與鋯材按照重量比100 1-1. 5的比例進行組配，制備成熔煉電極； (4)采用真空高溫熔煉設(shè)備進行熔煉；熔化功率為200kW-600kW，得到鑄錠； (5)鑄錠經(jīng)過表面車光處理，消除表面缺陷，即為高溫Nb合金的成品鑄錠。
3.如權(quán)利I所述，高溫高比強度鈮合金中包括W、Mo等高熔點金屬形成的固溶強化相，包括Zr、C等形成的沉淀強化相。
4.如權(quán)利2所述的高溫高比強度鈮合金制備方法，其特征在于所述的稀土元素包括釔、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥，其主要作用是改良合金性能。
5.如權(quán)利2所述的高溫高比強度鈮合金制備方法，其特征在于所述鋯材為工業(yè)級與原子能級鋯材，包括板材、鋯絲、鋯管。
6.如權(quán)利要求2所述的高溫高比強度鈮合金制備方法，對合金粉末進行成型，采用油壓或冷等靜壓方式進行。
7.如權(quán)利要求2所述的高溫高比強度鈮合金制備方法，真空燒結(jié)采用高溫真空輻射加熱或垂熔燒結(jié)方式。
8.如權(quán)利要求2所述的高溫高比強度鈮合金制備方法，合金熔煉方式包括電子束熔煉、電弧熔煉、等離子熔煉、電子束冷床熔煉一種或幾種熔煉方式的結(jié)合。
全文摘要
一種高溫高比強度鈮合金及其制備方法，合金主要成分如下表所示。本發(fā)明采用粉末冶金的方式進行配料燒結(jié)，可以有效保證合金成分的均勻性；鑄錠組織的優(yōu)化，達到高溫合金的加工的技術(shù)要求；高溫鈮合金的成分配比、鑄錠方法可以保證生產(chǎn)出有利于加工的鑄錠，達到最終合金的使用性能，具有很好的經(jīng)濟價值和社會價值。
文檔編號C22C1/05GK102676899SQ201210098740
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者李明陽, 牟東, 王 忠, 王秋迎, 白掌軍, 陳萬和, 陳林, 頡維平 申請人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司