專利名稱：一種鎳鋁鉻合金及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明敘述了一種鎳鋁鉻合金及其制備方法。
背景技術：
鎳鉻合金具有較高的室溫硬度和強度、優(yōu)良的耐腐蝕性、較高的電阻率，表面抗氧化性好，在高溫下也有較高的強度，有良好的加工性能及可焊性，可廣泛應用于渦輪發(fā)動機的高溫部件，工業(yè)氣輪機，燃燒室和加熱爐配件及冶金、家用電器、機械制造業(yè)等做發(fā)熱元件和電器行業(yè)作電阻材料，是具有重要應用前景的高溫材料。
傳統(tǒng)的真空感應熔煉法制備該類合金，至少需要約700℃的溫度，而且所需設備復雜、能耗高、成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種鎳鋁鉻合金及其制備方法。
本發(fā)明提供了一種鎳鋁鉻合金低成本，低能耗的制備方法，利用高熱量化學反應合成熔化方法獲得了具有純度高，致密性好的鎳鋁鉻合金。
一種鎳鋁鉻合金，其特征在于合金的成分為鎳69.2～77.9wt％，鋁10.8～12.1wt％，鉻10.0～20.0wt％。
鎳鋁鉻合金及其制備方法，按質量比為鋁∶鎳為1∶6.53；三氧化二鉻∶鋁∶三氧化鉻為1∶2.14∶3.30的比例，稱取粉狀原料，混合均勻；按鋁鎳混合粉與三氧化二鉻、鋁、三氧化鉻混合粉的質量比為1∶0.30～0.67的比例稱取，用140MPa壓力先后分層壓在銅模具中；反應的引燃劑是由高錳酸鹽，鎂粉，硫化物組成的混合物，其中高錳酸鹽∶鋁粉∶硫化物的質量比為1∶1.5-2.5∶1-2.0，稱取質量百分含量占總反應物料的2～10％的引燃劑混合物，以40MPa壓力壓制成胚塊并放置于反應胚體之上；將裝有反應胚體及引燃劑塊的銅模具置于反應容器中，用惰性氣體吹洗反應容器以排除其中的空氣；將胚料加熱到200℃，并在此溫度保溫半小時；然后從容器中排除從反應物料表面脫附的氣體，再通入8～12MPa惰性氣體；繼續(xù)加熱到255-265℃，通過引燃劑引發(fā)反應；反應完成后材料隨反應容器冷卻至室溫。
采用以上工藝獲得了純度高、微觀組織致密且力學性能優(yōu)異的鎳鋁鉻合金。合金的成分為鎳69.2～77.9，鋁10.8～12.1，鉻10.0～20.0。用該方法所得到的材料具有較高的室溫強度和硬度，材料的力學性能數(shù)據(jù)如表1，材料性能重現(xiàn)性好，所測性能數(shù)據(jù)離散度不大于10％。
表1鎳鋁鉻合金的硬度及彎曲強度

硬度在MV-1硬度計上測試，測試條件為載荷200g，加載持續(xù)時間5s。在萬能材料實驗機上采用三點彎曲試驗測定了材料的抗彎強度，試樣尺寸為30×3×3mm，跨距為25mm，壓頭下移速度為0.1mm/min。
具體實施例方式
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實施例1分別按質量比為鋁∶鎳為1∶6.53，三氧化二鉻∶鋁∶三氧化鉻為1∶2.14∶3.30的比例，稱取一定量的粉狀原料，分別在球磨機中干混8小時；以鋁鎳混合粉∶三氧化二鉻、鋁、三氧化鉻混合粉為1∶0.30的比例稱取物料，用140MPa壓力分層壓實于銅模具中，然后稱取5g引燃劑，以40MPa壓制成胚塊并放置于反應胚體之上；將裝有反應胚體及引燃劑塊的銅模具置于反應容器中，用惰性氣體吹洗反應容器以排除其中的空氣；將胚料加熱到200℃，并在此溫度保溫半小時；然后從容器中排除從反應物料表面脫附的氣體，再通入8MPa惰性氣體；繼續(xù)加熱到260℃左右，引燃劑在此溫度下引發(fā)反應；反應完成后材料隨反應容器冷卻至室溫，然后從容器中取出。合金的成分為鎳69.2，鋁10.8，鉻10.0；材料的硬度為4.10GPa，彎曲強度為1070MPa。
實施例2按質量比分別為鋁∶鎳為1∶6.53；三氧化二鉻∶鋁∶三氧化鉻為1∶2.14∶3.30的比例，分別稱取一定量的粉狀原料，在球磨機中干混8小時；以鋁鎳混合粉∶三氧化二鉻、鋁、三氧化鉻混合粉為1∶0.47的比例稱取物料，用140MPa壓力分層壓實于銅模具中，然后稱取5g引燃劑，以40MPa壓力壓制成胚塊并放置于反應胚體之上；將裝有反應胚體及引燃劑塊的銅模具置于反應容器中，用惰性氣體吹洗反應容器以排除其中的空氣；將胚料加熱到200℃，并在此溫度保溫半小時；然后從容器中排除從反應物料表面脫附的氣體，再通入8MPa惰性氣體；繼續(xù)加熱到260℃左右，引燃劑在此溫度下引發(fā)反應；反應完成后材料隨反應容器冷卻至室溫，然后從容器中取出。合金的成分為鎳73.5，鋁11.5，鉻15.0；材料的硬度為4.80GPa，彎曲強度為1152MPa。
實施3按質量比分別為鋁∶鎳為1∶6.53；三氧化二鉻∶鋁∶三氧化鉻為1∶2.14∶3.30的比例，分別稱取一定量的粉狀原料，在球磨機中干混8小時；以鋁鎳混合粉∶三氧化二鉻、鋁、三氧化鉻混合粉為1∶0.67的比例稱取物料，用140MPa壓力分層壓實于銅模具中，然后稱取5g引燃劑，以40MPa壓力壓制成胚塊并放置于反應胚體之上；將裝有反應胚體及引燃劑塊的銅模具置于反應容器中，用惰性氣體吹洗反應容器以排除其中的空氣；將胚料加熱到200℃，并在此溫度保溫半小時；然后從容器中排除從反應物料表面脫附的氣體，再通入8MPa惰性氣體；繼續(xù)加熱到260℃左右，引燃劑在此溫度下引發(fā)反應；反應完成后材料隨反應容器冷卻至室溫，然后從容器中取出。合金的成分為鎳69.2，鋁10.8，鉻20.0；材料的硬度為5.27GPa，彎曲強度為1039MPa。
權利要求
1.一種鎳鋁鉻合金，其特征在于合金的成分為鎳69.2～77.9wt％，鋁10.8～12.1wt％，鉻10.0～20.0wt％。
2.如權利要求1所述的合金的制備方法，其特征在于該方法按質量比為鋁∶鎳為1∶6.53；三氧化二鉻∶鋁∶三氧化鉻為1∶2.14∶3.30的比例，稱取粉狀原料，混合均勻；按鋁鎳混合粉與三氧化二鉻、鋁、三氧化鉻混合粉的質量比為1∶0.30～0.67的比例稱取，用140MPa壓力先后分層壓在銅模具中；反應的引燃劑是由高錳酸鹽，鎂粉，硫化物組成的混合物，其中高錳酸鹽∶鋁粉∶硫化物的質量比為1∶1.5-2.5∶1-2.0，稱取質量百分含量占總反應物料的2～10％的引燃劑混合物，以40 MPa壓力壓制成胚塊并放置于反應胚體之上；將裝有反應胚體及引燃劑塊的銅模具置于反應容器中，用惰性氣體吹洗反應容器以排除其中的空氣；將胚料加熱到200℃，并在此溫度保溫半小時；然后從容器中排除從反應物料表面脫附的氣體，再通入8～12MPa惰性氣體；繼續(xù)加熱到255-265℃，通過引燃劑引發(fā)反應；反應完成后材料隨反應容器冷卻至室溫。
全文摘要
本發(fā)明敘述了一種鎳鋁鉻合金及其制備方法。合金的成分為鎳69.2～77.9wt％，鋁10.8～12.1wt％，鉻10.0～20.0wt％。合金具有較高的室溫強度和硬度，材料的力學性能良好，材料性能重現(xiàn)性好，所測性能數(shù)據(jù)離散度不大于10％。
文檔編號C22C1/05GK1978685SQ200510129878
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權日2005年12月9日
發(fā)明者馬吉強, 劉維民, 喇培清, 楊軍, 畢秦嶺, 薛群基 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所