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持续更新中专利搜索结果 关键词: "中国科学院金属研究所"
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一种难变形钴基高温合金制备丝材的方法
发明专利申请公布专利号: CN119016535A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 孙元; 程印; 张洪宇; 周亦胄
申请日期: 2024-08-20
公开日期: 2024-11-26
IPC分类:
B21C37/04
摘要:
本发明公开了一种难变形钴基高温合金制备丝材的方法，该方法包括：一、将钴基高温合金的原材料熔化精炼，冶炼后浇注成合金锭。二、将合金锭放入马弗炉中加热，合金锭整体受热均匀后利用空气锤进行锻造，锻至尺寸为φ25±2mm棒材，棒材长度420mm左右，随后进行退火处理。退火后的棒材表面进行车加工，加工至φ21±2mm。三、将合金棒放入连轧设备，加工模序：由直径21±2mm?直径9.4±0.1mm，随后依次进行旋锻、热拉拔和冷拔表面磨削精整。本发明提出的一种钴基高温合金丝材制备方法，在轧制前先利用空气锤对钴基高温合金进行锻造，使其产生预变形，通过热拔与冷拔相结合的方式最终得到所需要的丝材尺寸，克服了钴基高温合金塑性差、变形困难的问题。
主权项:
1.一种难变形钴基高温合金制备丝材的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)按标准要求的元素配比，准备原材料：(2)将上述步骤(1)中称取的原材料放入真空感应熔炼炉中，制备出符合成分要求的钴基合金铸锭；(3)对符合成分的钴基合金铸锭进行锻造开坯；锻至直径尺寸为φ25±2mm圆形棒材；锻造成型的棒材需经过退火处理；(4)对锻造后的坯料进行表面加工处理，加工至直径尺寸φ21±2mm圆形棒材；轧制后通过旋锻机进行热旋锻加工，进行多道次旋锻，旋锻后分别进行大小转盘拉丝，最后利用冷拔机/或砂带机磨削精整表面。
一种精确调控重熔回收高温合金废粉成分的方法
发明专利申请公布专利号: CN119020620A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 谢君; 李金国; 梁静静; 侯桂臣; 周亦胄; 孙晓峰
申请日期: 2024-08-14
公开日期: 2024-11-26
IPC分类:
C22C19/07
摘要:
本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种精准调控重熔回收高温合金废粉成分的方法。具体为通过热力学计算获得不同合金化元素在特定温度下的饱和蒸汽压，确定合金化元素的易挥发顺序，指导工艺制定；对初始与炉后合金粉末进行化学分析，计算各元素的烧损量，并结合目标成分，计算出废粉重熔所需添补的单质含量，并将此添补单质按挥发特性装填并熔炼合成料锭，打磨呈金属光泽并切割成合金片安置在待重熔废粉中，经真空感应熔炼均匀化后，浇注成锭，打磨去除氧化皮呈现金属光泽，获得合格铸锭或按制粉工艺直接雾化制粉。本发明基于元素烧损规律与添补料锭的预制及安置，经真空感应熔铸后获得目标料锭，或直接雾化制粉，实现高温合金废粉的循环再利用。
主权项:
1.一种精确调控重熔回收高温合金废粉成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在真空感应熔炼的条件下，通过计算确定熔炼工艺及装补料方法包括：步骤1.1、熔炼过程真空度控制在10Pa～10-1Pa；步骤1.2、熔炼精炼温度Tr控制在T0+(50～120)℃，T0为合金熔点；步骤1.3、对于易挥发元素Al、活性元素Y、Ti、Hf或微量元素V、Zr，在高温精炼后降温至凝膜，再冲开凝膜后加入并电磁搅拌均匀；步骤1.4、添补料锭制备的装填顺序为：Ni/Co→Cr→Mo、W、Ta→Ni/Co；步骤2、进行元素烧损测量：采用电感耦合等离子体发射光谱仪对初始与炉后合金粉末进行成分检测，不同元素i含量分别为Cio和Cif，其中Cio为废旧粉末含量，Cif为废粉重熔铸锭含量，二者差值ΔCi′视为元素i在熔炼过程的烧损量，可表示为：ΔCi′＝Cif-Cio ①考虑到元素烧损与熔炼温度相关，即随着温度的升高，元素烧损程度增加，故对式(3)进行修正，可表示为：ΔCim′＝AΔCi′ ②式中修正系数A＝Tr/T0；基于初始成分Cio与目标成分Cis，计算出各元素含量的差值ΔCi″，可表示为：ΔCi″＝Cis-Cio ③步骤3、添补料锭制备：基于步骤2获得的烧损量ΔCi与含量差值ΔCi′，对应各元素的添补量ΔCi，可表示为：ΔCi＝ΔCim′+ΔCi″ ④假设需要回收重熔的废旧粉末质量为m，即每种元素的添补质量mi′，可表示为：mi′＝mΔCi ⑤为合成添补料锭，按目标成分配料(10％～20％)m，再加上需添补元素i的mi′，即获得添补料重，并进行熔炼合成添补料锭并切割为填补料片；步骤4、将废旧粉末和步骤3预制的填补料片进行装填，填补料片应预置于废旧粉中，以达到粉末助熔及提高熔炼效率的作用；步骤5、完成步骤4物料的装填和预置后，将其放入真空感应炉中进行熔炼，具体熔炼工艺为：为避免粉末被真空系统抽出，启动粗真空系统，5min后启动低真空系统，保持慢抽速，当真空进入100Pa以内，施加功率5～10Kw，有助于烘烤废旧粉末，除去粉末中携带的潮气；真空进入50Pa以内，施加功率15～25Kw；当真空进入10Pa以内，施加功率30～40Kw；当真空进入1Pa以内，施加功率40～50Kw，直至粉末完全熔化；此时启动高真空系统，使真空度保持在0.1Pa左右；待熔体化清，通过接触时热电偶测量熔体温度，待温度到达T0+100℃，保持5min进行高温精炼，随后降温凝膜后，再次提温冲破凝膜，测温到达T0+50℃，保持15min进行低温精炼，后根据工艺需求获得粉料锭或者合金粉末。
一种自生纤维强化单晶高温合金及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118905195A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 孟杰; 丁吉民; 王新广; 于金江; 周亦胄; 孙晓峰
申请日期: 2024-07-23
公开日期: 2024-11-08
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明提供一种自生纤维强化单晶高温合金的制备方法，涉及材料制备技术领域，包括以下步骤：制对母合金锭进行第一定向凝固处理，得到单晶件，单晶件的微观组织中含有碳化物；碳化物为面心立方结构；对单晶件进行第二定向凝固处理，以使单晶件中的碳化物形成碳化物纤维，冷却后得到自生纤维强化的单晶高温合金；第二定向凝固处理的保温温度高于第一定向凝固处理的保温温度。其中，碳纤维与γ′相复合强化可提高单晶高温合金的高温力学性能(承温能力)；碳化物纤维与高温合金基体形成半共格结构，可以有效避免纤维和基体的界面结构不匹配和界面反应溶蚀的问题，同时保持碳化物纤维在纤维生长方向的强化作用。
主权项:
1.一种自生纤维强化单晶高温合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备单晶件：对母合金锭进行第一定向凝固处理，得到单晶件，所述单晶件的微观组织中含有碳化物；其中，所述碳化物为面心立方结构；制备单晶高温合金：对所述单晶件进行第二定向凝固处理，以使所述单晶件中的碳化物形成碳化物纤维，冷却后得到自生纤维强化单晶高温合金；其中，所述第二定向凝固处理的保温温度高于第一定向凝固处理的保温温度。
一种镍基变形高温合金、涡轮盘及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118854121A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 张瑞; 崔传勇; 周子荐; 周亦胄; 孙晓峰
申请日期: 2024-07-09
公开日期: 2024-10-29
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明是关于一种镍基变形高温合金、涡轮盘及其制备方法，涉及高温合金设计与制备技术领域。其中，以重量百分比计，所述镍基变形高温合金包括如下化学成分：Co：16?20wt％；Cr：6.0?9.0wt％；Ti：2.0?3.0wt％；Al：4.0?6.0wt％；W：10.0?12.0wt％；Mo：0.5?2.5wt％；Ta：0.2?2.0wt％；C：0.08?0.16wt％；Zr：0.02?0.05wt％；B：0.02?0.05wt％；Ni为余量；其中，在所述镍基变形高温合金中：Al元素、Ti元素、Ta元素的重量百分比之和≥7.5wt％；C元素、Zr元素、B元素的重量百分比之和≤0.2wt％。本发明主要用于设计制备一种不但具备高热强性，同时还具有铸锻工艺可加工性的镍基变形高温合金。由该镍基变形高温合金可制备成最高服役温度可达850℃以上的涡轮盘。
主权项:
1.一种镍基变形高温合金，其特征在于，以重量百分比计，所述镍基变形高温合金包括如下化学成分：Co：16-20wt％；Cr：6.0-9.0wt％；Ti：2.0-3.0wt％；Al：4.0-6.0wt％；W：10.0-12.0wt％；Mo：0.5-2.5wt％；Ta：0.2-2.0wt％；C：0.08-0.16wt％；Zr：0.02-0.05wt％；B：0.02-0.05wt％；Ni为余量；其中，在所述镍基变形高温合金中：Al元素、Ti元素、Ta元素的重量百分比之和≥7.5wt％；C元素、Zr元素、B元素的重量百分比之和≤0.2wt％。
一种铌合金表面硅化物层的制备方法
发明专利权授予专利号: CN118374772A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 康斯清;张宏伟;庞景宇;王爱民;杨一童;邢振强;张海峰
申请日期: 2024-06-25
公开日期: 2024-08-30
IPC分类:
C23C14/06
摘要:
本发明涉及涂层制备领域，特别是涉及一种铌合金表面硅化物层的制备方法，包括以下步骤：（1）使用高纯蒸镀用SiO<subgt;2</subgt;颗粒作为硅化物的硅源，将铌合金基板与海绵钛完全埋入装有SiO<subgt;2</subgt;颗粒的氧化铝坩埚中；（2）采用内外双层高纯石英管将氧化铝坩埚进行封装，石英管封口前，将石英管内空气抽出，充入高纯氩气；（3）将封装的石英管置于马弗炉中加热至1500℃至1600℃，保温4至8小时，升温速度5℃/min至10℃/min，保温时间到后炉内冷却至室温。该方法制备的硅化物涂层用于提高铌合金表面的硬度和抗高温氧化能力，亦可以用于钨合金、钼合金、钒合金以及难熔高熵合金的高温氧化防护。
主权项:
1.一种铌合金表面硅化物层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）使用的高纯蒸镀用SiO2颗粒作为硅化物的硅源，SiO2颗粒直径1～3毫米，将铌合金基板与海绵钛完全埋入装有SiO2颗粒的氧化铝坩埚中；（2）采用内外双层高纯石英管将氧化铝坩埚进行封装，石英管封口前，将石英管内空气抽出，抽至真空气压在1.0×10-3Pa以下，然后充入高纯氩气，内层石英管内氩气压力范围在2×103Pa至5×103Pa，外层石英管内氩气压力范围在5×103Pa至104Pa；（3）将封装的石英管置于马弗炉中进行热蒸发，加热至1500℃至1600℃，保温4至8小时，升温速度5℃/min至10℃/min，保温时间到后炉内冷却至室温。
一种Mg-Ti复合材料及其制备方法
发明专利申请公布专利号: CN118685643A
申请人: 中国科学院金属研究所;
发明人: 刘增乾;张明;张哲峰;李琳琳
申请日期: 2024-06-24
公开日期: 2024-09-24
IPC分类:
C22C3/00
摘要:
本发明提供一种Mg?Ti复合材料及其制备方法，涉及生物医用金属基复合材料技术领域，包括以下步骤：制备TiCu合金骨架或Mg?TiCu合金骨架；在保护气体的氛围下，将镁块熔渗至TiCu合金骨架或Mg?TiCu合金骨架内，在熔渗的过程中发生液态金属脱合金化，TiCu合金骨架或Mg?TiCu合金骨架中的Cu元素溶出到Mg熔体中，Cu元素形成的空位被Mg填充，得到Mg?Ti复合材料。本发明通过液态金属脱合金技术和粉体空间占位的方式，能够对Mg?Ti复合材料的力学性能进行灵活调控，从而实现材料与不同植入部位的之间的更优力学匹配，减轻应力屏蔽等不良效应。
主权项:
1.一种Mg-Ti复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备骨架步骤：制备TiCu合金骨架或Mg-TiCu合金骨架；高温熔渗步骤：在保护气体的氛围下，将镁块熔渗至所述TiCu合金骨架或Mg-TiCu合金骨架内，在熔渗的过程中，TiCu合金骨架或Mg-TiCu合金骨架中的Cu元素溶出到Mg熔体中，Cu元素形成的空位被Mg填充，得到Mg-Ti复合材料；其中，所述镁块与TiCu合金骨架或Mg-TiCu合金骨架的质量比大于40：1。
一种细化难变形高熵高温合金锻件晶粒的方法
发明专利申请公布专利号: CN118773526A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 纪宇;张宏伟;庞景宇;杨一童;邢振强;王爱民
申请日期: 2024-06-17
公开日期: 2024-10-15
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明涉及难变形合金锻造技术领域，具体为一种细化难变形高熵高温合金锻件晶粒的方法。难变形高熵高温合金热加工工艺特征主要如下：(1)通过thermal?calc软件TTNI8数据库确定该系列合金γ′析出相回溶温度(T<subgt;s</subgt;)，进而确定均匀化工艺和热锻加热保温曲线，通过合理的均匀化工艺提高合金热塑性，选择最佳热锻温度来细化合金晶粒。(2)通过真空复合包套工艺提高锻件保温效果及其各部位变形均匀性。(3)热锻过程中，通过首次墩拔采用较小的应变速率和变形量，从而提高锻件的热塑性，以防止锻件开裂；后续墩拔采用较大的应变速率和变形量，从而提高锻件实际变形量，不断细化锻件晶粒，并将晶粒度控制在8～9级。
主权项:
1.一种细化难变形高熵高温合金锻件晶粒的方法，其特征在于，该方法细化难变形高温合金锻件晶粒，包括如下步骤：步骤1：确定难变形高温合金γ′析出相回溶温度(Ts)；步骤2：制定分段式均匀化工艺曲线，并对母合金锭进行均匀化处理；步骤3：对均匀化的母合金锭采用真空复合包套工艺；步骤4：对包套后的母合金锭进行加热保温；步骤5：制定热锻的变形工艺参数，并对母合金锭进行热锻。
一种单丝SiC纤维增强Ti2AlNb复合材料高温紧固件的加工方法
发明专利申请公布专利号: CN118768867A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 杨丽娜;杨青;贾秋月;王玉敏;杨锐
申请日期: 2024-06-14
公开日期: 2024-10-15
IPC分类:
B23P15/00
摘要:
本发明属于SiC纤维增强钛铝基复合材料结构件加工领域，具体涉及一种单丝SiC纤维增强Ti<subgt;2</subgt;AlNb复合材料高温紧固件的加工方法。紧固件采用先驱丝法+热等静压工艺制备，紧固件内部复合材料增强芯由单丝SiC纤维与磁控溅射制备的Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金基体构成，紧固件外部为Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金包套结构，复合材料与包套经热等静压致密化成型。紧固件加工方法以复合材料增强芯和外部包套同轴加工为目标，提出加工基准确定方法，结合紧固件结构特点和各部分结构的加工方式，制定加工工序和工艺参数，保证复合材料高温紧固件高品质加工质量。本发明制备的紧固件内部纤维与外包套同轴分布，保证紧固件中复合材料发挥优异的承载能力。
主权项:
1.一种单丝SiC纤维增强Ti2AlNb复合材料高温紧固件的加工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)确定紧固件加工基准，以热等静压后紧固件毛坯轴向中心范围为基准加工区，将热等静压后的SiCf/Ti2AlNb复合材料高温紧固件毛坯一端装夹固定在数控车床上进行基准找正；在毛坯轴向中间区域选取3个圆周，分别为毛坯轴向中心圆周和距离中心x处的2个圆周，x取值范围为毛坯长度的10％～20％；每个圆周间隔90°均分成4点进行打表找正，当间隔180°两点位置直径偏差≯0.05mm时，视为加工基准调整完毕；(2)确定基准后，将紧固件毛坯自由端进行打孔固定；再利用数控车床对紧固件螺杆、螺纹进行车削加工，切削量0.1mm～0.5mm，进刀速率10mm/min～30mm/min，毛坯转速400rad/min～1500rad/min；(3)利用金刚石线切割机，将紧固件两端多余长度切割去除，切除螺纹尾端和螺栓头部长度至符合图纸长度要求，金刚石线切割走丝速率0.2mm/min～2.0mm/min；(4)利用铣床将紧固件螺栓头部加工至图纸结构。
一种多元素体相掺杂改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法及应用
发明专利申请公布专利号: CN118771468A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 李峰;邬慧泽;张琛昊;王春阳;胡广剑;孙振华
申请日期: 2024-06-06
公开日期: 2024-10-15
IPC分类:
C01G53/00
摘要:
本发明属于锂电池正极材料技术领域，具体涉及一种多元素体相掺杂改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法及应用。具体为，在制备镍锰酸锂过程中加入四种及四种以上金属元素，得到多元素掺杂的镍锰酸锂，其化学式为LiNi<subgt;0.5?</subgt;<subgt;a</subgt;Mn<subgt;1.5?a</subgt;M<subgt;2a</subgt;O<subgt;4</subgt; （0< a ≤0.1）,其中M包括金属元素Mg、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Co、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Al、Ga中的至少四种，多组元素的掺杂改性，通过占据尖晶石中的不同位点，增强金属?氧框架，缓解晶体结构畸变，抑制循环过程中过渡金属的溶解和不可逆相变、稳定循环过程中的电极结构，具有良好的循环性能、倍率性能。
主权项:
1.一种多元素体相掺杂改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：在制备镍锰酸锂过程中加入四种及四种以上金属元素，得到多元素掺杂的镍锰酸锂，其化学式为LiNi0.5-aMn1.5-aM2aO4（0< a ≤0.1）, 其中M包括金属元素Mg、Ca、Ti、 V、 Cr、Fe、Co、Cu、Zn、Y、 Zr、Nb、Mo、Ru、Al、Ga中的至少四种。
一种低密度沉淀强化钴基高温合金及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118685665A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 谢君;于金江;李金国;梁静静;盛乃成;侯桂臣;周亦胄;孙晓峰
申请日期: 2024-05-31
公开日期: 2024-09-24
IPC分类:
C22C19/07
摘要:
本发明属于钴基等轴晶高温合金技术领域，具体涉及一种低密度沉淀强化钴基高温合金及其制备方法。该合金合金化学成分按重量百分比为：Al：3～6％，W：3～8％，Ni：5～20％，Mo：0.5～3％，Ta：2～5％，Cr：8～15％，Hf：≤1.5％，Ti：0.5～4％，C：0.05～0.3％，B：≤0.05％，Nb：≤1％，余量Co。本发明通过等轴晶浇注方式获得的合金在室温条件下具有较高强度及塑性，γ′相体积分数大于60％，且分布均匀，合金密度约为8.3～8.8g·cm<supgt;?3</supgt;，低于目前常见γ′相沉淀强化合金密度，可作为航空航天发动机和燃气轮机热端构件的备选材料。
主权项:
1.一种低密度沉淀强化钴基高温合金，其特征在于，合金化学成分按重量百分比为：Al：3～6％，W：3～8％，Ni：5～20％，Mo：0.5～3％，Ta：2～5％，Cr：8～15％，Hf：≤1.5％，Ti：0.5～4％，C：0.05～0.3％，B：≤0.05％，余量Co。
一种定向凝固高温合金空心涡轮叶片陶瓷型芯的固定工艺
实质审查的生效专利号: CN118455458A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 徐福涛;李金国;张朝威;孟杰;周亦胄;孙晓峰
申请日期: 2024-04-26
公开日期: 2024-08-09
IPC分类:
B22C9/10
摘要:
本发明涉及高温合金熔模精密铸造技术领域，具体为一种定向凝固高温合金空心涡轮叶片陶瓷型芯的固定工艺。与单一的蜡模工序设置型芯固定端的工艺理念不同，本发明蜡模工序仅为型芯固定端的设计阶段，而定向凝固过程中固定端的优先凝固才是实现型芯固定端固定作用的关键。基于上述工艺理念，在设计空心结构涡轮叶片的蜡模模组浇注系统时，陶瓷型芯的固定端一般处于浇注系统的下端，使其在定向抽拉过程中优先凝固实现型芯的固定作用。本发明可降低空心涡轮叶片出现断芯、偏芯漏芯缺陷的几率，大幅提高空心涡轮叶片内腔成型几率和壁厚尺寸的合格率。
主权项:
1.一种定向凝固高温合金空心涡轮叶片陶瓷型芯的固定工艺，其特征在于，高温合金空心涡轮叶片陶瓷型芯固定端的固定作用是通过蜡模陶瓷型芯固定端设置和熔铸过程固定端优先凝固共同实现的，在蜡模制备过程中，蜡模模组浇注系统的设计方案参照陶瓷型芯固定端的设计方案进行，即设计蜡模模组浇注系统使陶瓷型芯固定端在定向凝固抽拉过程中优先凝固，最终实现陶瓷型芯固定端的定位。
一种增材制造高温合金粉末回收工装
实用新型专利权授予专利号: CN222058827U
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 柴宏宇; 谢君; 李金国; 梁静静; 侯桂臣; 周亦胄; 孙晓峰
申请日期: 2024-04-10
公开日期: 2024-11-26
IPC分类:
B22F3/10
摘要:
本实用新型涉及增材制造高温合金粉末回收、粉末冶金领域，具体涉及一种增材制造高温合金粉末回收工装，该工装由盖板、套筒、上垫板和下垫板组成，具体结构为：套筒顶部放置盖板，盖板中心设有多个定位螺丝，盖板边缘通过多个紧固螺丝与套筒顶部外沿固定在一起；套筒外侧底部设有铣扁，便于工装固定后进行螺丝紧固和松卸操作；套筒内底部放置下垫板、套筒内放置上垫板。本实用新型能够将增材制造高温合金废旧粉末压制成型，进而实现废旧粉末二次重熔回收，降低了增材制造高温合金粉末的生产成本。
主权项:
1.一种增材制造高温合金粉末回收工装，其特征在于，由盖板、套筒、上垫板和下垫板组成，具体结构为：套筒顶部放置盖板，盖板中心设有多个定位螺丝，盖板边缘通过多个紧固螺丝与套筒顶部外沿固定在一起；套筒外侧底部设有铣扁；套筒内底部放置下垫板、套筒内放置上垫板。
兼顾组织稳定性和性能的低成本单晶高温合金及制备方法
实质审查的生效专利号: CN118389908A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 盛乃成;孙士杰;范世钢;吕明;侯桂臣;荀淑玲;王振江;谢君;李金国;周亦胄;孙晓峰
申请日期: 2024-04-09
公开日期: 2024-07-26
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明涉及高纯净镍基单晶高温合金领域，具体涉及一种兼顾组织稳定性和性能的低成本单晶高温合金及制备方法。该合金化学成分包括Cr、Co、Mo、W、Re、Al、Ta、Hf、C、B，其余为Ni及微量杂质元素。在真空感应熔炼炉中熔炼后浇注母合金，熔炼过程中采用碱土氧化物或稀土氧化物相关的耐火材料体系。该合金Re含量较低，W、Ta等元素含量高，合金具有良好的高温力学性能，能够达到典型三代单晶高温合金Rene N6的性能水平，成本下降约40％。合金具有极低的硫含量(≤1ppm)，使得合金具有较好的高温组织稳定性、抗氧化性能等，特别适合制造航空、航天、能源领域的先进动力系统用高性能、长寿命的热端部件。
主权项:
1.一种兼顾组织稳定性和性能的低成本单晶高温合金，其特征在于，按重量百分含量计，该合金化学成分如下：Cr 3.0～6.0％，Co 9.0～13.0％，Mo 0.5～2.0％，W 6.0～9.0％，Re 3.0～4.5％，Al5.0～7.0％，Ta6.0～9.0％，Hf 0.1～0.5％，C 0.02～0.06％，B 0.002～0.008％，其余为Ni及微量杂质元素；微量杂质元素的含量满足以下要求：Nb≤0.1wt.％，Cu≤0.1wt.％，Fe≤0.2wt.％，Mn≤0.01wt.％，O≤0.0015wt.％，N≤0.0020wt.％，P≤0.005wt.％，Si≤0.2wt.％，Ti≤0.04wt.％，V≤0.1wt.％，Zr≤0.02wt.％，Pt≤0.30wt.％，Pd≤0.10wt.％，S≤0.0001wt.％。
一种合金构件的焊接及修复方法
实质审查的生效专利号: CN118081053A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 蔡雨升;吉海宾;王清江;任德春;雷家峰;杨锐
申请日期: 2024-04-07
公开日期: 2024-05-28
IPC分类:
B23K20/26
摘要:
本发明提供一种合金构件的焊接及修复方法，涉及扩散连接技术领域，包括以下步骤：步骤1)将待处理的合金构件置于合金包套内，然后将合金包套抽真空处理后进行封焊；其中，待处理的合金构件包括待修复件和填充件，填充件填充在待修复件的缺陷位置；步骤2)对封焊后的合金包套进行热等静压处理，去除包套后，得到修复后的合金构件。基于材料自身元素进行扩散连接，不会引入非母材元素，确保了焊接接头与母材在成分上的一致性；同时，在热等静压过程中，界面处的晶粒会发生“形核?细晶粒?晶粒长大”这一过程，从而使得界面处晶粒尺寸与母材一致，进而确保界面处的力学性能达到与母材相当的水平，从而消除后续使用过程中的安全隐患。
主权项:
1.一种合金构件的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)将待处理的合金构件置于合金包套内，然后将合金包套抽真空处理后进行封焊；其中，所述待处理的合金构件包括待修复件和填充件，所述填充件填充在所述待修复件的缺陷位置；所述待处理的合金构件为脆性合金构件；步骤2)对封焊后的合金包套进行热等静压处理，去除合金包套后，得到修复后的合金构件。
一种燃气轮机涡轮导向叶片大尺寸损伤缺陷的近等强修复方法
实质审查的生效专利号: CN118341979A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 王明生;姜祥伟;王尧;刘心刚;徐正国;董加胜
申请日期: 2024-03-28
公开日期: 2024-07-16
IPC分类:
B22F3/093
摘要:
本发明属于高温合金热端部件修复领域，具体涉及一种燃气轮机涡轮导向叶片大尺寸损伤缺陷的近等强修复方法。该方法包括如下步骤：(1)叶片缺陷去除；(2)修复区脱脂处理；(3)修复区外加包套的制备；(4)包套检漏；(5)合金粉末混合；(6)叶片及填料合金粉末的预热；(7)包套内合金粉末的填充及震实；(8)包套抽真空及封口处理；(9)叶片及包套热等静压处理；(10)包套去除；(11)修复区无损探伤；(12)叶片标准热处理；(13)叶片无损探伤。本发明方法用于修复精密铸造高温合金毛坯叶片的铸造缺陷及叶片服役后产生的服役类损伤，可以实现焊接性差的高温合金涡轮导向叶片的高强修复。
主权项:
1.一种燃气轮机涡轮导向叶片大尺寸损伤缺陷的近等强修复方法，其特征在于，该方法采用热等静压处理及局部包套制备技术，修复用的合金粉末采用与导向叶片成分相近的合金粉末，在导向叶片损伤区制备出与基体冶金结合的高强度修复区，具体步骤如下：(1)修复区机械清理采用机械打磨的方式对修复区进行清理；(2)脱脂处理对修复区域采用三氯乙烷进行脱脂处理；(3)外加包套的制备采用TIG焊接工艺通过纯镍或固溶强化镍基合金板材在修复区制备局部临时包套；(4)包套检漏采用氦质谱检漏法对包套进行检漏；(5)合金粉末的混合采用机械混合法对修复用的合金粉末进行充分混合；(6)合金粉末与导向叶片的预热采用干燥箱对合金粉末与导向叶片进行预热；(7)合金粉末的填充及震实处理根据导向叶片材质在制备好的包套内填充混合好的合金粉末采用机械振动的方式进行震实处理；(8)包套抽真空及封口处理对填充好合金粉末的包套进行抽真空及封口处理；(9)热等静压处理导向叶片连同包套一起进行热等静压处理；(10)包套去除采用机械加工及手工修磨的方式将包套去除，并将修复区域修磨成导向叶片的原外形轮廓，修磨后的光洁度不低于Ra1.6μm；(11)无损探伤对修复区域进行荧光及射线探伤，修复区不得存在超规缺陷；(12)导向叶片整体热处理根据导向叶片材质选择对应的热处理制度对导向叶片进行标准热处理；(13)无损探伤导向叶片进行标准热处理后，对导向叶片整体进行荧光及射线探伤，修复区不得存在超规缺陷。
一种降低高温合金整体涡轮盘铸件欠铸缺陷的方法
实质审查的生效专利号: CN118357440A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 徐福涛;孟杰;么丽娜;周建新;周亦胄;孙晓峰
申请日期: 2024-03-26
公开日期: 2024-07-19
IPC分类:
B22D18/06
摘要:
本发明涉及高温合金熔模精密铸造技术领域，具体为一种降低高温合金整体涡轮盘铸件欠铸缺陷的方法。在型壳制备过程中，在型壳中间层刷蜡或粘贴蜡纸，型壳焙烧后将整体涡轮盘外围薄壁叶片处制成具有中间层空腔结构的型壳；在真空浇注过程中，合金液充型导致型壳内腔气压增加，大于型壳中间层空腔内的气压，依据压力差吸附作用原理，叶片内腔气体快速逸出至型壳中间层空腔内，使薄壁叶片充型完整。本发明方法对整体涡轮盘铸件欠铸缺陷的抑制有显著效果，并且操作简单，成本低廉，对于其它类型等轴晶高温合金铸件欠铸缺陷的解决具有广泛的借鉴意义。
主权项:
1.一种降低高温合金整体涡轮盘铸件欠铸缺陷的方法，其特征在于，在型壳制备过程中，将整体涡轮盘外围薄壁叶片处制成具有中间层空腔结构的型壳；在真空浇注过程中，合金液充型导致型壳内腔气压增加，大于型壳中间层空腔内的气压，依据压力差吸附作用原理，叶片内腔气体快速逸出至型壳中间层空腔内，使薄壁叶片充型完整。
一种采用冷等静压技术制造大容量MgO坩埚的方法
实质审查的生效专利号: CN118290125A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 马颖澈;宋庆忠;查向东;高明;张龙;郝宪朝;王旻
申请日期: 2024-03-26
公开日期: 2024-07-05
IPC分类:
C04B35/043
摘要:
本发明公开了一种采用冷等静压技术制造大容量(500kg以上容量)炉外一体成型镁质坩埚的方法，属于高温耐火材料制备技术领域。本发明所用原料为电熔MgO砂耐火材料，其MgO含量≥96wt.％。将氧化镁砂按照一定的粒度和重量组成要求配好后，加入一定量的水作为粘结剂，并混合均匀；采用冷等静压成型坩埚素坯，冷等静压成型压力为210MPa?280MPa，保压2～4分钟，坩埚素坯再放入高温窑内，缓慢升温到1650℃±30℃进行烧结。本发明公开了一种制备大容量炉外一体成型镁质坩埚的方法。真空感应熔炼测试和性能检测都表明：该方法成型的镁质坩埚具有高致密度，高温强度高、抗热震性能好，使用寿命长的特点，可满足每炉熔炼1000kg纯净的镍基高温合金或不锈钢合金材料的生产要求。
主权项:
1.一种采用冷等静压技术制造大容量MgO坩埚的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)准备0～5mm不同粒度的原料MgO砂耐火材料，并按粒度、重量配比要求混合均匀；2)向混合均匀的MgO砂耐火材料内加入MgO砂耐火材料总重量1-2％的水作为粘结剂，充分混合均匀；3)将步骤2)混合均匀的MgO砂耐火材料装填入坩埚成型模具中振实，将模具吊入等静压机，采用冷等静压在模具中压制成坩埚素坯，冷等静压成型压力为210MPa-280MPa(优选220-260MPa)，保压时间2-4min；4)将步骤3)获得的坩埚素坯放入高温窑炉内进行烧结，获得大容量MgO坩埚；所述大容量MgO坩埚的容量为500Kg-1000kg。
一种采用冷等静压技术制造耐侵蚀镁质坩埚的方法
实质审查的生效专利号: CN118290126A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 查向东;马颖澈;宋庆忠;高明;杜战辉;张龙;梁田
申请日期: 2024-03-26
公开日期: 2024-07-05
IPC分类:
C04B35/043
摘要:
本发明公开了一种采用冷等静压技术制造耐侵蚀镁质成型坩埚的方法，属于耐火材料技术领域。本发明所用原材料为电熔氧化镁砂，氧化镁含量≥95.5wt.％，CaO含量1?2wt.％，SiO<subgt;2</subgt;含量0.5?1wt.％。将镁砂按照一定的粒度组成要求配好后，加入一定量的粘结剂和烧结剂并混合均匀；所用的粘结剂为去离子水，烧结剂为高纯ZrO<subgt;2</subgt;粉。采用冷等静压成型，保压3～5min后取出，再在高温窑内1660℃±20℃烧结。本发明公开了一种制备炉外一体成型镁质坩埚的方法。该方法成型的镁质坩埚具有良好的抗熔体侵蚀性能，可满足铁基、镍基高温合金或不锈钢合金材料的感应熔炼生产要求。
主权项:
1.一种采用冷等静压技术制造耐侵蚀镁质坩埚的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按照不同粒度、重量配比要求准备0～5mm不同粒度的高纯氧化镁砂并混合均匀；所述高纯氧化镁砂为高纯电熔氧化镁骨料，其纯度大于95.5％，CaO含量1-2wt.％，SiO2含量0.5-1wt.％；2)向混合均匀的高纯氧化镁砂内加入粘结剂和烧结剂并混合均匀获得制备坩埚的原料，其中，粘结剂的加入量为高纯氧化镁砂总重量的1-2％，烧结剂的加入量为高纯氧化镁砂总重量的8～12％；3)将步骤2)获得的制备坩埚的原料装填入坩埚成型模具中振实，采用冷等静压在模具中压制成型坩埚毛坯；4)将成型的坩埚毛坯放入高温窑炉内进行烧结，烧结后坩埚随炉冷却，即获得耐侵蚀镁质坩埚。
一种高温合金废料粉末重熔雾化制粉的方法
实质审查的生效专利号: CN118080867A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 侯维强;谢君;梁静静;李金国;吴玮璐;侯桂臣;周亦胄;孙晓峰
申请日期: 2024-03-21
公开日期: 2024-05-28
IPC分类:
B22F3/10
摘要:
本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种高温合金废料粉末重熔雾化制粉的方法。具体为将不同粒径尺寸的同成分高温合金废料粉末均匀混合后装入到圆筒模具中，压实后使用夹具固定，之后采用真空热处理设备对压实粉末的模具进行加热、升温加热后冷却脱模，得到具有一定形状和强度的高温合金粉末烧结锭，最后将高温合金粉末烧结锭和铸造高温合金锭装入真空感应熔炼气雾化制粉设备的坩埚内，经真空感应熔炼气雾化过程制备成球形高温合金粉末。本发明利用模压和真空烧结的方法，将合金粉末废料制成制定尺寸的棒材，可直接用于真空感应熔炼气雾化使用，制备的合金粉末成分与原材料一致，无需中间熔炼浇铸过程、废料利用率高。
主权项:
1.一种高温合金废料粉末重熔雾化制粉的方法，其特征在于，将不同粒径尺寸的同成分高温合金废料粉末均匀混合后装入到圆筒模具中，压实后使用夹具固定，之后采用真空热处理设备对压实粉末的模具进行加热、升温加热后冷却脱模，得到具有一定形状和强度的高温合金粉末烧结锭，最后将高温合金粉末烧结锭和铸造高温合金锭装入真空感应熔炼气雾化制粉设备的坩埚内，经真空感应熔炼气雾化过程制备成球形高温合金粉末。
镍基高温合金中温高应力第一阶段蠕变速率的调控方法
实质审查的生效专利号: CN118207491A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 姜祥伟; 王明生; 孙子舒; 王尧; 刘心刚; 徐正国; 张功; 董加胜; 楼琅洪
申请日期: 2024-03-12
公开日期: 2024-06-18
IPC分类:
C30B29/52
摘要:
本发明涉及高温合金涡轮叶片材料的蠕变行为，特别属于一种镍基高温合金中温高应力蠕变行为调控方法；1)对铸态镍基高温合金开展标准热处理；2)对步骤1)中的标准热处理态镍基高温合金开展静态热暴露预处理，随后对经过热暴露态合金与标准热处理态合金开展中温高应力蠕变性能测试；3)经过热暴露态合金与标准热处理态合金的蠕变曲线对比，选取步骤2)中镍基高温合金中温高应力第一阶段蠕变速率最小的热暴露预处理方案，作为静态热暴露预处理方案；获得铸态镍基高温合金中温高应力第一阶段蠕变速率的最优化调配方案，包括：高温合金开展标准热处理、标准热处理态合金热暴露预处理。
主权项:
1.镍基高温合金中温高应力第一阶段蠕变速率的调控方法，其特征在于：1)对铸态镍基高温合金开展标准热处理；2)对步骤1)中的标准热处理态镍基高温合金开展静态热暴露预处理，热暴露温度范围为650℃-1100℃，热暴露时长范围为20h-5000h(优选50h-4000h)；在上述热暴露温度范围中选取3个或4个以上(优选3-6个)合金典型服役温度开展静态热暴露预处理20h-5000h(优选50h-4000h)，随后对经过热暴露态合金与标准热处理态合金开展中温高应力蠕变性能测试；3)经过热暴露态合金与标准热处理态合金的蠕变曲线对比，选取步骤2)中镍基高温合金中温高应力第一阶段蠕变速率最小的热暴露预处理方案，作为静态热暴露预处理方案；获得铸态镍基高温合金中温高应力第一阶段蠕变速率的最优化调配方案，包括：高温合金开展标准热处理、标准热处理态合金热暴露预处理。
金属粉末专利分析
材料体系分布
制备工艺分布
技术领域分布 (IPC分类)
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B22F10/28(3D打印) • B22F9/04(制粉) •
C23C24/10(涂层) • C22C19/05(镍合金) •
B33Y50/02(控制) • C22F1/18(热处理)