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CN115323245B - 一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金及其制备方法 - Google Patents

一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金及其制备方法 Download PDF

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CN115323245B CN202211058957.2A CN202211058957A CN115323245B CN 115323245 B CN115323245 B CN 115323245B CN 202211058957 A CN202211058957 A CN 202211058957A CN 115323245 B CN115323245 B CN 115323245B
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Abstract

一种胞状组织Ni‑Cr‑Fe高温合金及其制备方法，属于合金制备领域。该胞状组织Ni‑Cr‑Fe高温合金，其原料成分及其质量百分比为：Cr为40～50％，Fe为3～10％，Cu为0.1～0.6％，Si为0.1～0.6％，Al为0.1～0.5％，余量为Ni。其制法为：熔铸、热轧处理、固溶处理、预变形处理、强磁场下热处理、变形处理。该方法通过将实现促进不连续析出相形核条件的第三组元添加至Ni‑Cr基高温合金中，并在制备过程中采用外加强磁场、热处理制度与预变形处理条件，在改变形核能与晶界扩散系数的同时改变不连续析出相的形核生长条件，为胞状组织的形核生长提供驱动力，得到高强度高硬度与高抗热蠕变性能的胞状组织Ni‑Cr‑Fe高温合金。

Description

一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金及其制备方法，属于合金制备技术领域。
背景技术
Ni-Cr基合金具有良好的强度、硬度、抗高温氧化和耐含硫、钒等气体腐蚀等优点，因此被广泛应用于石油化工领域、环保领域、海洋以及核工业等极端环境领域中。研究中发现Ni-Cr基合金中能明显产生不连续析出行为，形成胞状组织，且性能会由于不连续析出行为发生明显的改变，其中，少量的不连续析出对合金性能会产生不利影响。
中国发明专利CN1974816A提出一种耐高温镍铬合金，其成分为Cr：21～25％，Ni：58～63％，Al：1.0～1.7％，余量为Fe。其制备工艺为熔炼—热加工—冷加工。其屈服强度为315MPa，抗拉强度为705MPa。中国发明专利CN114635059A提出一种优异强塑性的Ni-Cr-W合金，其成分为Cr：18～20％，Co：0.3～3.0％，W：12.0～14.5％，Mo:1.5～3％，Al:0.25～0.60％，Fe:1.0～3.5％，La:≤0.06％，Ti:≤0.1％，B:≤0.015％，C:0.05～0.15％，Si:0.25～0.75％，Mn:0.3～1％，其余为Ni。制备工艺为熔炼—锻造—重熔—二次锻造—热轧—冷轧—热处理。使得合金晶粒更加均匀，提高合金强度塑性。中国发明专利CN113234963A提出了一种室温及低温环境用高强度镍铬基超合金，其成分为Cr：24.0～26.0％，Co：4.5～6.0％，Al：3.0～3.5％，Ti：3.0～3.5％，余量为Ni。其制备工艺为熔炼-热锻-固溶-冷变形-低温时效。室温条件下拉伸塑性为10％，屈服强度为1700MPa，抗拉强度1750GPa。中国发明专利CN110079702A提出了高强度Ni-Cr合金，其成分为Cr：35～45.0％，V：0.1～3.0％，Co：0.1～0.5％，La：0.1～0.5％，余量为Ni。其制备工艺为熔炼-热轧冷轧-固溶处理-强磁场时效。750℃下抗拉强度908MPa。以上中国发明专利Ni-Cr基合金中均未达到胞状组织与利用再结晶强化合金性能的效果，因此本发明专利提出一种胞状组织后的Ni-Cr基合金，并且结合再结晶以期望进一步提升合金强塑性和蠕变性能。
不连续析出(Discontinuous Precipitation，DP，也称胞状析出)是指过饱和固溶体通过晶界推移脱溶分解，而形成稳定的溶质贫瘠基体和胞状析出相的过程，通常在晶界处形核，随移动晶界推移长大粗化。不连续析出产生具有片状纳米结构的合金，类似于钢中珠光体结构，这种结构能够提升合金硬度强度，通过完全转变后的不连续析出来形成大量的片状纳米结构是提升此类材料性能的重要方法，但是目前的完全转变后的不连续析出形成的胞状组织，因为没有和再结晶强化结合，其性能指标达不到显著的提高，还不能适用于应用环境对该类合金提出的要求，因此，如何通过利用再结晶，进一步强化胞状组织，发挥其在性能调控中的作用，综合提升材料的性能，是研究的热点问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术没有充分利用不连续析出的强化作用，不利于Ni-Cr基合金性能进一步提升的问题，提出一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金及其制备方法。该胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金是具有高硬度、高强度、高塑性和高热蠕变性能的Ni-Cr基高温合金，通过在成分中将Fe、Si、Cu、Al等实现促进不连续析出相形核条件的第三组元添加至Ni-Cr基高温合金中，并在制备过程中采用外加强磁场、热处理制度与预变形处理条件，在改变形核能与晶界扩散系数的基础上，改变不连续析出相的形核生长条件，为胞状组织的形核生长提供驱动力，得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，从而获得具有高强度、高硬度与高抗热蠕变性能的Ni-Cr-Fe高温合金。
本发明的一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其原料成分及各个原料成分的质量百分比为：Cr为40～50％，Fe为3～10％，Cu为0.1～0.6％，Si为0.1～0.6％，Al为0.1～0.5％，余量为Ni。
更优选为，所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其原料成分及各个原料成分的质量百分比为：Cr为45～48％，Fe为5～9％，Cu为0.2～0.3％，Si为0.1～0.3％，Al为0.1～0.3％，余量为Ni。
所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其硬度为370～440HV，抗拉强度为880～985MPa，延伸率为16～27％，抗蠕变弯曲寿命5400h以上。
所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，胞状组织的体积百分比为90％以上。
本发明的一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备方法，包括以下步骤：
S1：熔铸
按胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的原料成分准备原料，进行熔炼，在惰性气氛保护下，铸造，得到Ni-Cr-Fe合金铸锭；
S2：热轧处理
将Ni-Cr-Fe合金铸锭在1000～1300℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10～15道次，总压下率为40％～60％，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金；
S3：固溶处理
将热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1000～1300℃下进行固溶处理5～10min后，淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金；
S4：预变形处理
将淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次压下量5～10％，冷轧到20％～30％的变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金；
S5：强磁场下热处理
将预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于1～45T强磁场中，在温度为600～850℃条件下，保温0.5～12小时，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金；
S6：变形处理
将强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金进一步变形处理，变形量达到50～70％，得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。
所述的S1中，铸造优选采用铜模内铸造。
所述的S1中，优选地，所述的惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛，气压为0.1～1个标准大气压，更优选为0.25～0.75标准大气压。
所述的S1中，优选地，熔炼采用的设备为高真空电弧熔炼炉、真空感应炉或真空自耗熔炼炉；采用高真空电弧熔炼炉时，铸造的方式为吸铸，采用真空感应炉或真空自耗熔炼炉时，铸造的方式为浇铸。
所述的S2中，优选地，所述热轧条件为1150～1200℃。
所述的S3中，淬火的工艺为：淬火温度为850～900℃，保温时间为2～3h，冷却方式为空冷。
所述的S5中，优选地，强磁场下热处理温度为650～850℃，进一步优选为700～800℃，最优选为725～775℃。
上述技术方案中，更进一步地，所述胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金采用高真空电弧炉在0.25～0.75标准大气压氩气或氮气保护下吸铸；或采用真空感应熔炼炉在0.25～0.75标准大气压氩气或氮气保护下在铜模或其它金属模具中浇铸而成。
进一步地，所述胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金中的母合金按下述方法制得：按目标胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的原料成分的质量百分比，采用纯度≥99.9wt％的电解Ni片、Cr片、Fe块、Cu块、Si块、Al块，将所有的金属原料，采用在高真空电弧熔炼后吸铸或在真空感应炉中熔炼金属模中浇铸或类似的冶炼方式制备Ni-Cr-Fe合金铸锭。
本发明另一方面提供一种上述方法制备的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。
本发明的一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金及其制备方法，其有益效果为：
(1)通过添加Fe、Cu、Al等廉价金属并结合工艺强化不连续析出效果，产生细化的胞状组织结构，类似于钢中珠光体的强化作用，降低成本的同时提升力学性能，特别是强度和蠕变性能也得到优化改善。
(2)通过预变形冷加工使得合金变形功储存在合金内部，时效后得到再结晶结构，提升合金强塑性。
(3)利用强磁场影响析出相的形核、生长、动力学、晶界扩散系数和界面能等，改变材料的组织结构特征和性能，使完全不连续析出合金更易成型。
(4)通过此工艺制备的合金强塑性得到提升，比现有技术制备的Ni-Cr基合金强度提升10～20％，塑性提升20～30％。
附图说明
图1为胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备工艺流程示意图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明，并且采用的均是优选实施例，并非是对本发明保护范围的限制。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本发明实施例中采用的高真空电弧熔炼炉型号为ZFH-300-70。
本发明实施例中采用的真空感应炉型号为TG100A-25。
本发明实施例中采用的真空热处理炉型号为VHT-II。
本发明实施例中采用JMTD-12T100超导磁体、JSD-20T52超导磁体或45T高强混合磁体中的一种或几种，提供强磁场。
本发明实施例中采用SANS-CMT5105电子万能试验机进行应力—应变曲线测试并获得抗拉强度。
本发明实施例中采用TMT-D5高温蠕变试验机测试高温抗蠕变性能。
本发明实施例中，胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备工艺流程示意图见图1。
本发明一个优选的实施方式为：
(1)熔铸母合金：采用纯度≥99.9wt％的Ni、Cr、Fe、Cu、Al、Si等高纯金属，利用真空感应炉或真空自耗熔炼炉或类似熔炼设备熔炼金属。在0.1～1标准大气压氩气保护下浇铸在铜模或其他铸模中制备Ni-Cr-Fe合金铸锭。
(2)热轧处理：将步骤(1)所得Ni-Cr-Fe合金铸锭1200℃热轧处理，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金。
(3)固溶处理：随后将步骤(2)所得热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1200℃下进行固溶处理5～10min后，在900℃保温3h，空冷实现淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金；
(4)预变形处理：将步骤(3)淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次压下量5～10％，冷轧到25％的变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金。
(5)强磁场下热处理：将步骤(4)，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于25T强磁场中，在温度为650-750℃条件下，保温2～6小时，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金。
(6)变形处理：将强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金进一步变形处理，变形量达到70％，得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。
实施例1
(1)熔铸母合金：采用纯度≥99.9wt％的Ni、Cr、Fe、Cu、Al、Si高纯金属，利用真空感应炉熔炼金属。在0.1标准大气压氩气保护下浇铸在铜模中制备Ni-40％Cr-4％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si合金铸锭，即为Ni-Cr-Fe合金铸锭。
(2)热轧处理：将步骤(1)所得Ni-Cr-Fe合金铸锭1150℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10～15道次，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金。
(3)固溶处理：随后将步骤(2)所得热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1200℃下固溶处理5～10min后，在900℃保温3h，空冷，实现淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金。
(4)预变形处理：将步骤(3)淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次下压量5～10％，冷轧到20％变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金。
(5)强磁场下热处理：将步骤(4)预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于25T强磁场中，在温度为600℃条件下保温2h，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金。
(6)变形处理：将强磁场下热处理的样品进一步变形处理，变形量达到70％；得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。
制备获得的Ni-40％Cr-4％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的抗拉强度为880MPa，塑性16％，硬度370HV。
对比例1
合金制备过程与实施例1相同，成分改为Ni-40％Cr，其余处理与实施例1相同，制备获得的Ni-40％Cr合金抗拉强度为800MPa，塑性为13％，硬度350HV。
可见利用本发明实例1所得的Ni-40％Cr-4％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si合金强度提升10％塑性提升22％，硬度提升6％。
对比分析可知本发明的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金由于添加了Fe、Cu、Al等元素，促进了不连续相的析出，加速了完全不连续析出的转变。从而实现了本发明提出的合金强塑性能的提升。
实施例2
(1)熔铸母合金：采用纯度≥99.9wt％的Ni、Cr、Fe、Cu、Al、Si高纯金属，利用真空感应炉熔炼金属。在0.1标准大气压氩气保护下浇铸在铜模中制备Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si合金铸锭，即为Ni-Cr-Fe合金铸锭。
(2)热轧处理：将步骤(1)所得Ni-Cr-Fe合金铸锭1200℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10～15道次，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金。
(3)固溶处理：将步骤(2)所得热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1150℃下固溶处理10min后，在900℃保温3h，空冷实现淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金。
(4)预变形处理：将步骤(3)淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次下压量5～10％，冷轧到30％变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金。
(5)强磁场下热处理：将步骤(4)预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于35T强磁场中，在温度为700℃条件下保温3h，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金。
(6)变形处理：将强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金进一步变形处理，变形量达到60％；得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金；制备获得的Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的抗拉强度为960MPa，塑性16％，强度410HV。
对比例2
合金制备过程与实施例2相同，在第(4)步中不施加稳恒磁场，其余处理与实施例2相同，制备获得的Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si合金抗拉强度850MPa，塑性18％，强度390HV。
可见，利用本发明实例2所得的Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si合金性强度提升13％，塑性提升22％，强度提升5％。
实施例3
(1)熔铸母合金：采用纯度≥99.9wt％的Ni、Cr、Fe、Cu、Al、Si高纯金属，利用真空感应炉熔炼金属。在0.1标准大气压氩气保护下浇铸在铜模中制备Ni-50％Cr-8％Fe-0.3％Cu-0.3％Al-0.2％Si合金铸锭，即为Ni-Cr-Fe合金铸锭。
(2)热轧处理：将步骤(1)所得Ni-Cr-Fe合金铸锭1250℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10～15道次，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金。
(3)固溶处理：将步骤(2)热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1200℃下固溶处理10min后，在900℃，保温时间为3h，空冷实现淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金。
(4)预变形处理：将步骤(3)淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次下压量5～10％，冷轧到30％变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金。
(5)强磁场下热处理：将步骤(4)预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于25T强磁场中，在温度为800℃下保温3h，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金。
(6)变形处理：将强磁场下热处理后的样品进一步变形处理，变形量达到70％；得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金；制备获得的Ni-50％Cr-8％Fe-0.3％Cu-0.3％Al-0.2％Si胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的抗拉强度为965MPa，塑性25％，强度430HV。
对比例3
合金制备过程与实施例3相同，在第(3)步中不使用预变形处理，其余处理与实施例3相同，制备获得的Ni-50％Cr-8％Fe-0.3％Cu-0.3％Al-0.2％Si合金抗拉强度870MPa，塑性19％，强度400HV。
可见，利用本发明实例3所得的Ni-50％Cr-8％Fe-0.3％Cu-0.3％Al-0.2％Si合金性强度提升11％，塑性提升30％。强度提升7.5％。
实施例4
(1)熔铸母合金：采用纯度≥99.9wt％的Ni、Cr、Fe、Cu、Al、Si高纯金属，利用真空感应炉熔炼金属。在0.1标准大气压氩气保护下浇铸在铜模中制备Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si合金铸锭，即为Ni-Cr-Fe合金铸锭。
(2)热轧处理：将步骤(1)所得Ni-Cr-Fe合金铸锭1200℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10～15道次，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金。
(3)固溶处理：随后将步骤(2)所得热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1200℃下固溶处理5～10min后，在900℃保温3h，空冷，实现淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金。
(4)预变形处理：将步骤(3)淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次下压量5～10％，冷轧到20％变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金。
(5)强磁场下热处理：将步骤(4)预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于45T强磁场中，在温度为600℃条件下保温6h，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金。
(6)变形处理：将强磁场下热处理的Ni-Cr-Fe合金进一步变形处理，变形量达到70％；得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。
制备获得的Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的抗拉强度为975MPa，塑性26％，强度435HV，抗蠕变弯曲寿命为5870h。
实施例5
(1)熔铸母合金：采用纯度≥99.9wt％的Ni、Cr、Fe、Cu、Al、Si高纯金属，利用真空感应炉熔炼金属。在0.1标准大气压氩气保护下浇铸在铜模中制备Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2％Si合金铸锭，即为Ni-Cr-Fe合金铸锭。
(2)热轧处理：将步骤(1)所得Ni-Cr-Fe合金铸锭1200℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10～15道次，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金。
(3)固溶处理：随后将步骤(2)所得热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1200℃下固溶处理5～10min后，在900℃保温3h，空冷实现淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金。
(4)预变形处理：将步骤(3)淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次下压量5～10％，冷轧到20％变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金。
(5)强磁场下热处理：将步骤(4)预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于45T强磁场中，在温度为600℃条件下保温12h，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金。
(6)变形处理：将强磁场下热处理的Ni-Cr-Fe合金进一步变形处理，变形量达到70％；得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。制备获得的Ni-45％Cr-8％Fe-0.5％Cu-0.5％Al-0.2Si胞状组织Ni-Cr-Fe高温的抗拉强度为985MPa，塑性27％，强度440HV，抗蠕变弯曲寿命为5900h。
Figure BDA0003826052220000081
Figure BDA0003826052220000091

Claims (9)

1.一种胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其特征在于，该胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的原料成分及各个原料成分的质量百分比为：Cr为40~50%，Fe为3~10%，Cu为0.1~0.6%，Si为0.1~0.6%，Al为0.1~0.5%，余量为Ni；
所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，采用以下制备步骤制得：
S1：熔铸
按胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的原料成分准备原料，进行熔炼，在惰性气氛保护下，铸造，得到Ni-Cr-Fe合金铸锭；
S2：热轧处理
将Ni-Cr-Fe合金铸锭在1000~1300℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10~15道次，总压下率为40%~60%，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金；
S3：固溶处理
将热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1000~1300℃下进行固溶处理5~10min后，淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金；
S4：预变形处理
将淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次压下量5~10%，冷轧到20%~30%的变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金；
S5：强磁场下热处理
将预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于1~45T强磁场中，在温度为600~850℃条件下，保温0.5~12小时，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金；
S6：变形处理
将强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金进一步变形处理，变形量达到50~70%，得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。
2.根据权利要求1所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其特征在于，所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其原料成分及各个原料成分的质量百分比为：Cr为45~48%，Fe为5~9%，Cu为0.2~0.3%，Si为0.1~0.3%，Al为0.1~0.3%，余量为Ni。
3.根据权利要求1所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其特征在于，所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其硬度为370~440HV，抗拉强度为880~985MPa，延伸率为16~27%，抗蠕变弯曲寿命5400h以上。
4.根据权利要求1所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，其特征在于，所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金，胞状组织的体积百分比为90%以上。
5.权利要求1-4任意一项所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：熔铸
按胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的原料成分准备原料，进行熔炼，在惰性气氛保护下，铸造，得到Ni-Cr-Fe合金铸锭；
S2：热轧处理
将Ni-Cr-Fe合金铸锭在1000~1300℃热轧处理，热轧变形的轧制道次为10~15道次，总压下率为40%~60%，得到热轧后的Ni-Cr-Fe合金；
S3：固溶处理
将热轧后的Ni-Cr-Fe合金在1000~1300℃下进行固溶处理5~10min后，淬火，得到淬火后的Ni-Cr-Fe合金；
S4：预变形处理
将淬火后的Ni-Cr-Fe合金进行单向冷轧，单次压下量5~10%，冷轧到20%~30%的变形量，得到预变形后的Ni-Cr-Fe合金；
S5：强磁场下热处理
将预变形后的Ni-Cr-Fe合金置于1~45T强磁场中，在温度为600~850℃条件下，保温0.5~12小时，得到强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金；
S6：变形处理
将强磁场下热处理后Ni-Cr-Fe合金进一步变形处理，变形量达到50~70%，得到胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金。
6.根据权利要求5所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备方法，其特征在于，熔炼采用的设备为高真空电弧熔炼炉、真空感应炉或真空自耗熔炼炉；采用高真空电弧熔炼炉时，铸造的方式为吸铸，采用真空感应炉或真空自耗熔炼炉时，铸造的方式为浇铸。
7.根据权利要求5所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备方法，其特征在于，所述的S1中，所述的惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛，气压为0.1~1个标准大气压。
8.根据权利要求5所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备方法，其特征在于，所述的S3中，淬火的工艺为：淬火温度为850~900℃，保温时间为2~3h，冷却方式为空冷。
9.根据权利要求5所述的胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的制备方法，其特征在于，所述胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金中，熔铸的具体方法为：按目标胞状组织Ni-Cr-Fe高温合金的原料成分的质量百分比，采用纯度≥99.9wt%的电解Ni片、Cr片、Fe块、Cu块、Si块、Al块，将所有的金属原料，采用在高真空电弧熔炼后吸铸或在真空感应炉中熔炼金属模中浇铸制备Ni-Cr-Fe合金铸锭。
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CN104471089A (zh) * 2012-08-10 2015-03-25 Vdm金属有限公司 具有良好可加工性的镍-铬-铁-铝-合金的用途
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