本發明涉及合金材料技術領域，尤其涉及一種航空用超耐熱納米合金及其制備方法。
背景技術：
在航空制造發展的過程中，材料的更新換代呈現出高速的更迭變換，材料和飛機一直在相互推動下不斷發展。“一代材料，一代飛機”正是世界航空發展史的一個真實寫照。
預計全球客機數量年均增長率為3.6%，到2029年，全球客機數量將近35000架。未來幾年中國飛機制造行業對航空材料的需求將迅速增長。根據中國航空工業第一集團公司預測，到2025年，國內航空運輸飛機擁有量將達到3900架，其中大型客機將達2000架。這將使中國成為僅次于美國的全球第二大航空市場。
耐熱合金合金又稱高溫合金，它對于在高溫條件下的工業部門和應用技術領域有著重大的意義。
未來20年，亞太地區將繼續在全球空運市場中占主導地位，亞太地區航空公司運營的專用貨機機隊將增長4倍，達到1056架的規模。另外在發展太空探索科技領域，對航空材料的需求也在增加。
合金，是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經一定方法所合成的具有金屬特性的物質。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據組成元素的數目，可分為二元合金、三元合金和多元合金。
合金的生成常會改善元素單質的性質，例如，鋼的強度大于其主要組成元素鎳。合金的物理性質，例如密度、反應性、楊氏模量、導電性和導熱性可能與合金的組成元素尚有類似之處，但是合金的抗拉強度和抗剪強度卻通常與組成元素的性質有很大不同。這是由于合金與單質中的原子排列有很大差異。
少量的某種元素可能會對合金的性質造成很大的影響。不同于純凈金屬的是，多數合金沒有固定的熔點，溫度處在熔化溫度范圍間時，混合物為固液并存狀態。因此可以說，合金的熔點比組分金屬低。
鋼鎳是鎳與C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe外，C的含量對鋼鎳的機械性能起著主要作用，故統稱為鎳碳合金。它是工程技術中最重要、用量最大的金屬材料。
一般說，金屬材料的熔點越高，其可使用的溫度限度越高。這是因為隨著溫度的升高，金屬材料的機械性能顯著下降，氧化腐蝕的趨勢相應增大，因此，一般的金屬材料都只能在500 ℃～600 ℃下長期工作。能在高于700 ℃的高溫下工作的金屬通稱耐熱合金。“耐熱”是指其在高溫下能保持足夠強度和良好的抗氧化性。
鎳鈷合金能耐1 200 ℃的高溫，可用于噴氣飛機和燃氣輪機的構件。鎳鈷鐵非磁性耐熱合金在1 200 ℃時仍具有高強度、韌性好的特點，可用于航天飛機的部件和原子反應堆的控制棒等。尋找符合耐高溫、可長時間運行（10 000 h以上）、耐腐蝕、高強度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。
隨著社會的發展，航空材料應用的越來越廣泛，隨之帶來的是航空合金材料的短缺，和合金材料強度低、抗拉強度低和延伸率低等問題的彰顯，設計一種高強度的航空合金材料是非常必要的。
技術實現要素：
本發明提供一種航空用超耐熱納米合金及其制備方法，解決現有合金材料強度低、耐熱溫度低、延伸率低和硬度低等技術問題。
本發明采用以下技術方案：一種航空用超耐熱納米合金，其原料按質量份數配比如下：鎳100份，硼15-35份，納米二氧化硅1-5份，螢石粉5-25份，鉬4.5-8.5份，納米二氧化鈦1.5-5.5份，鈮為30-70份，鐵0.01-0.05份，鋁1.5-3.5份，鉭0.01-0.2份，鈷65-85份，碳0.01-0.025份，鉛0.01-0.03份，三氧化二硼1-15份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空用超耐熱納米合金的原料按質量份數配比如下：鎳100份，硼15份，納米二氧化硅1份，螢石粉5份，鉬4.5份，納米二氧化鈦1.5份，鈮為30份，鐵0.01份，鋁1.5份，鉭0.01份，鈷65份，碳0.01份，鉛0.01份，三氧化二硼1份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空用超耐熱納米合金的原料按質量份數配比如下：鎳100份，硼35份，納米二氧化硅5份，螢石粉25份，鉬8.5份，納米二氧化鈦5.5份，鈮為70份，鐵0.05份，鋁3.5份，鉭0.2份，鈷85份，碳0.025份，鉛0.03份，三氧化二硼15份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空用超耐熱納米合金的原料按質量份數配比如下：鎳100份，硼20份，納米二氧化硅2份，螢石粉10份，鉬5.5份，納米二氧化鈦2.5份，鈮為40份，鐵0.02份，鋁2份，鉭0.05份，鈷70份，碳0.015份，鉛0.015份，三氧化二硼5份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空用超耐熱納米合金的原料按質量份數配比如下：鎳100份，硼30份，納米二氧化硅4份，螢石粉20份，鉬7.5份，納米二氧化鈦4.5份，鈮為60份，鐵0.04份，鋁3份，鉭0.15份，鈷80份，碳0.02份，鉛0.025份，三氧化二硼10份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空用超耐熱納米合金的原料按質量份數配比如下：鎳100份，硼25份，納米二氧化硅3份，螢石粉15份，鉬6.5份，納米二氧化鈦3.5份，鈮為50份，鐵0.03份，鋁2.5份，鉭0.1份，鈷75份，碳0.018份，鉛0.02份，三氧化二硼8份。
一種制備所述的航空用超耐熱納米合金的方法，步驟為：
第一步：按照質量份數配比稱取鎳、硼、納米二氧化硅、螢石粉、鉬、納米二氧化鈦、鈮、鐵、鋁、鉭、鈷、碳、鉛和三氧化二硼；
第二步：將鎳、硼、納米二氧化硅、螢石粉、鉬、納米二氧化鈦和三氧化二硼投入熔煉爐中，升溫至1400-1600℃，熔煉后保溫1-3h；
第三步：加入剩余原料，升溫至1550-1750℃，熔煉后保溫2-4h，冷卻至1050-1250℃，冷卻20-40h；
第四步：將合金液體澆注至模具當中，待成型之后取下模具將材料放置到廂式退火爐中進行回火，然后加工成產品。
作為本發明的一種優選技術方案：所述第二步的熔煉壓力為0.5-20Pa，熔煉時間15-35min。
作為本發明的一種優選技術方案：所述第三步的熔煉壓力為2-20Pa，熔煉25-45min。
作為本發明的一種優選技術方案：所述第四步回火溫度為950-1050℃，時間為1-3h。
有益效果
本發明所述一種航空用超耐熱納米合金及其制備方法采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：1、產品強韌，疲勞壽命高，彈性模量200-220GPa；2、耐磨性和彈性優良，抗拉強度1800-2000MPa，斷面收縮率22-26%；3、內部缺陷小，雜質含量低，硬度460-500HB，屈服強度1000-1200MPa；4、延伸率24-28%，可以在各種極端環境下廣泛使用，在高溫環境下長期工作不易疲勞，可以廣泛生產并不斷代替現有材料。
具體實施方式
以下結合實例對本發明作進一步的描述，實施例僅用于對本發明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域技術人員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求范圍內。
實施例1：
第一步：按照質量份數配比稱取鎳100份，硼15份，納米二氧化硅1份，螢石粉5份，鉬4.5份，納米二氧化鈦1.5份，鈮為30份，鐵0.01份，鋁1.5份，鉭0.01份，鈷65份，碳0.01份，鉛0.01份，三氧化二硼1份。
第二步：將鎳、硼、納米二氧化硅、螢石粉、鉬、納米二氧化鈦和三氧化二硼投入熔煉爐中，升溫至1400℃，熔煉壓力為0.5Pa，熔煉時間15min，熔煉后保溫1h。
第三步：加入剩余原料，升溫至1550℃，熔煉壓力為2Pa，熔煉25min，熔煉后保溫2h，冷卻至1050℃，冷卻20h，將合金液體澆注至模具當中，待成型之后取下模具將材料放置到廂式退火爐中進行回火，回火溫度為950℃，時間為1h，然后加工成產品。
產品強韌，疲勞壽命高，彈性模量200GPa；耐磨性和彈性優良，抗拉強度1800MPa，斷面收縮率22%；內部缺陷小，雜質含量低，硬度460HB，屈服強度1000MPa；延伸率24%，可以在各種極端環境下廣泛使用，在高溫環境下長期工作不易疲勞，可以廣泛生產并不斷代替現有材料。
實施例2：
第一步：按照質量份數配比稱取鎳100份，硼35份，納米二氧化硅5份，螢石粉25份，鉬8.5份，納米二氧化鈦5.5份，鈮為70份，鐵0.05份，鋁3.5份，鉭0.2份，鈷85份，碳0.025份，鉛0.03份，三氧化二硼15份。
第二步：將鎳、硼、納米二氧化硅、螢石粉、鉬、納米二氧化鈦和三氧化二硼投入熔煉爐中，升溫至1600℃，熔煉壓力為20Pa，熔煉時間35min，熔煉后保溫3h。
第三步：加入剩余原料，升溫至1750℃，熔煉壓力為20Pa，熔煉45min，熔煉后保溫4h，冷卻至1250℃，冷卻40h，將合金液體澆注至模具當中，待成型之后取下模具將材料放置到廂式退火爐中進行回火，回火溫度為1050℃，時間為3h，然后加工成產品。
產品強韌，疲勞壽命高，彈性模量205GPa；耐磨性和彈性優良，抗拉強度1850MPa，斷面收縮率23%；內部缺陷小，雜質含量低，硬度470HB，屈服強度1050MPa；延伸率25%，可以在各種極端環境下廣泛使用，在高溫環境下長期工作不易疲勞，可以廣泛生產并不斷代替現有材料。
實施例3：
第一步：按照質量份數配比稱取鎳100份，硼20份，納米二氧化硅2份，螢石粉10份，鉬5.5份，納米二氧化鈦2.5份，鈮為40份，鐵0.02份，鋁2份，鉭0.05份，鈷70份，碳0.015份，鉛0.015份，三氧化二硼5份。
第二步：將鎳、硼、納米二氧化硅、螢石粉、鉬、納米二氧化鈦和三氧化二硼投入熔煉爐中，升溫至1600℃，熔煉壓力為20Pa，熔煉時間35min，熔煉后保溫3h。
第三步：加入剩余原料，升溫至1750℃，熔煉壓力為20Pa，熔煉45min，熔煉后保溫4h，冷卻至1250℃，冷卻40h，將合金液體澆注至模具當中，待成型之后取下模具將材料放置到廂式退火爐中進行回火，回火溫度為1050℃，時間為3h，然后加工成產品。
產品強韌，疲勞壽命高，彈性模量210GPa；耐磨性和彈性優良，抗拉強度1900MPa，斷面收縮率24%；內部缺陷小，雜質含量低，硬度480HB，屈服強度1100MPa；延伸率26%，可以在各種極端環境下廣泛使用，在高溫環境下長期工作不易疲勞，可以廣泛生產并不斷代替現有材料。
實施例4：
第一步：按照質量份數配比稱取鎳100份，硼30份，納米二氧化硅4份，螢石粉20份，鉬7.5份，納米二氧化鈦4.5份，鈮為60份，鐵0.04份，鋁3份，鉭0.15份，鈷80份，碳0.02份，鉛0.025份，三氧化二硼10份。
第二步：將鎳、硼、納米二氧化硅、螢石粉、鉬、納米二氧化鈦和三氧化二硼投入熔煉爐中，升溫至1400℃，熔煉壓力為0.5Pa，熔煉時間15min，熔煉后保溫1h。
第三步：加入剩余原料，升溫至1550℃，熔煉壓力為2Pa，熔煉25min，熔煉后保溫2h，冷卻至1050℃，冷卻20h，將合金液體澆注至模具當中，待成型之后取下模具將材料放置到廂式退火爐中進行回火，回火溫度為950℃，時間為1h，然后加工成產品。
產品強韌，疲勞壽命高，彈性模量215GPa；耐磨性和彈性優良，抗拉強度1950MPa，斷面收縮率25%；內部缺陷小，雜質含量低，硬度490HB，屈服強度1150MPa；延伸率27%，可以在各種極端環境下廣泛使用，在高溫環境下長期工作不易疲勞，可以廣泛生產并不斷代替現有材料。
實施例5：
第一步：按照質量份數配比稱取鎳100份，硼25份，納米二氧化硅3份，螢石粉15份，鉬6.5份，納米二氧化鈦3.5份，鈮為50份，鐵0.03份，鋁2.5份，鉭0.1份，鈷75份，碳0.018份，鉛0.02份，三氧化二硼8份。
第二步：將鎳、硼、納米二氧化硅、螢石粉、鉬、納米二氧化鈦和三氧化二硼投入熔煉爐中，升溫至1500℃，熔煉壓力為10Pa，熔煉時間25min，熔煉后保溫2h。
第三步：加入剩余原料，升溫至1650℃，熔煉壓力為11Pa，熔煉35min，熔煉后保溫3h，冷卻至1150℃，冷卻30h，將合金液體澆注至模具當中，待成型之后取下模具將材料放置到廂式退火爐中進行回火，回火溫度為1000℃，時間為2h，然后加工成產品。
產品強韌，疲勞壽命高，彈性模量220GPa；耐磨性和彈性優良，抗拉強度2000MPa，斷面收縮率26%；內部缺陷小，雜質含量低，硬度500HB，屈服強度1200MPa；延伸率28%，可以在各種極端環境下廣泛使用，在高溫環境下長期工作不易疲勞，可以廣泛生產并不斷代替現有材料。