析出相弥散强化抗氢脆镍基单晶高温合金及其制备方法

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1.一种析出相弥散强化抗氢脆镍基单晶高温合金，其特征在于：所述镍基单晶高温合金按照质量百分比包括以下成分，6.0-7.0wt% Cr、9.2-10.5wt% Co、7.8-8.8wt% W、0.25-0.52wt% Mo、5.2-6.2wt% Al、5.5-7.2wt% Ta、2.0-3.2wt% Re、0.2-0.5wt% Nb、0.01-0.05wt% Hf、0.01-0.03wt% C、0.02-0.04wt% Zr、0.005-0.015wt% Y、0.001-0.003wt% Mg，O、N、H元素的含量均≤2ppm，S、P元素的含量均≤1ppm，余量为Ni；所述镍基单晶高温合金的制备方法按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：按照镍基单晶高温合金的成分设计要求，称取原材料单质元素Ni、Cr、Co、W、Mo、Al、Ta、Re、Nb、Hf、C和Zr备用，称取原材料单质元素Y或中间合金NiY备用，称取原材料单质元素Mg或中间合金NiMg备用，并对原材料进行表面清洗与烘干；步骤二：将清洗与烘干后的镍基单晶高温合金原材料投入真空感应熔炼炉的坩埚中，并对真空感应熔炼炉抽真空；待抽真空结束后，对坩埚进行加热至熔炼温度，然后对坩埚中的镍基单晶高温合金原材料进行熔炼至化清；待熔炼结束后，对坩埚进行升温加热至精炼温度，然后对坩埚中的镍基单晶高温合金熔体进行精炼；待精炼结束后，将镍基单晶高温合金熔体浇注到母合金锭模壳中，得到镍基单晶高温合金母合金锭；步骤三：根据实际情况切割镍基单晶高温合金母合金锭，并对其进行清洗与烘干；将清洗与烘干后的镍基单晶高温合金母合金锭投入真空感应定向凝固炉的坩埚中，并对真空感应定向凝固炉抽真空；待抽真空结束后，对坩埚进行加热至熔炼温度，然后对坩埚中的镍基单晶高温合金母合金锭进行熔炼至化清；待熔炼结束后，对坩埚进行升温加热至精炼温度，然后对坩埚中的镍基单晶高温合金母合金熔体进行精炼；待精炼结束后，将镍基单晶高温合金母合金熔体浇注到试棒模壳中，然后将试棒模壳从真空感应定向凝固炉中匀速抽拉出来，得到镍基单晶高温合金试棒；步骤四：对镍基单晶高温合金试棒进行热等静压处理，得到热等静压态的镍基单晶高温合金试棒；步骤五：对热等静压态的镍基单晶高温合金试棒进行固溶热处理，得到固溶态的镍基单晶高温合金试棒；步骤六：对固溶态的镍基单晶高温合金试棒进行一级时效热处理和二级时效热处理，最终得到析出相弥散强化抗氢脆镍基单晶高温合金；步骤四中，在对镍基单晶高温合金试棒进行热等静压处理前，采用差示扫描量热分析仪对镍基单晶高温合金试棒进行差热分析测试，得到镍基单晶高温合金试棒γ′相的固溶温度T1为1250-1270℃、固相线温度T2为1330-1340℃；步骤四中，所述镍基单晶高温合金试棒的热等静压处理工艺为，将镍基单晶高温合金试棒放入热等静压炉中，以10-15℃/min的升温速率从室温升到(T1+T2)/2－100℃，保压时间10-20min；继续以4-6℃/min的升温速率从(T1+T2)/2－100℃升到(T1+T2)/2，保压时间3-5h；待保压结束后，停止加热，让镍基单晶高温合金试棒随炉冷却；步骤五中，所述热等静压态的镍基单晶高温合金试棒的固溶热处理工艺为，将热等静压态的镍基单晶高温合金试棒放入真空热处理炉中，以10-15℃/min的升温速率从室温升到T1，保温时间4-6h；继续以2-5℃/min的升温速率从T1升到(T1+T2)/2，保温时间4-6h；继续以2-5℃/min的升温速率从(T1+T2)/2升到T2－5℃，保温时间5-8h；待保温结束后，取出镍基单晶高温合金试棒，并将其放入液氮或干冰中进行快速冷却；步骤六中，所述固溶态的镍基单晶高温合金试棒的一级时效热处理工艺为，将固溶态的镍基单晶高温合金试棒放入真空热处理炉中，以10-15℃/min的升温速率从室温升到1140-1160℃，时效时间4-6h；待时效结束后，取出镍基单晶高温合金试棒，并将其放入液氮或干冰中进行快速冷却。