CN112981187A - 一种改性镍基单晶高温合金和镍基单晶高温合金的中温持久性能的改性方法及应用 - Google Patents

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CN112981187A CN202110449747.5A CN202110449747A CN112981187A CN 112981187 A CN112981187 A CN 112981187A CN 202110449747 A CN202110449747 A CN 202110449747A CN 112981187 A CN112981187 A CN 112981187A
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Abstract

本发明提供一种改性镍基单晶高温合金、镍基单晶高温合金的中温持久性能的改性方法及应用。所述改性镍基单晶高温合金包含镍基单晶高温Base合金的成分及微量元素；所述镍基单晶高温Base合金的成分包括Cr、Al、Ta、Co、Mo、Re、W、Nb、Y和Ni；所述微量元素选自Hf、B和C中的至少一种。本发明所述的改性方法简单可靠，成本低，适用于工业化生产，在第三代单晶高温合金涡轮工作叶片的改性中具有广阔的前景。

Description

一种改性镍基单晶高温合金和镍基单晶高温合金的中温持久 性能的改性方法及应用
技术领域
本发明属镍基单晶高温合金的改性制备领域，特别是涉及一种改性镍基单晶高温合金和镍基单晶高温合金的中温持久性能的改性方法及应用。
背景技术
镍基单晶合金因其具有优异的高温抗蠕变、抗疲劳、抗氧化和耐热腐蚀等综合性能，被广泛应用于高推重比的航空发动机涡轮叶片等热端部件之中。在航空发动机服役期间，高速旋转引起的离心力可致使叶片发生蠕变伸长及断裂，这是其失效的主要形式。航空发动机从启动到稳定运行经历了由中温/高应力到高温/低应力的过程，且合金在不同温度区间具有不同的蠕变性能。
中温高应力蠕变与高温低应力蠕变机制存在差异，研究表明，高温低应力蠕变条件下，筏化γ'相可以有效阻碍二次蠕变阶段位错的攀移-滑移过程，从而提高蠕变寿命，但是筏化对中温蠕变造成的负面影响尤为显著。此外，通过添加Mo可以增大γ/γ'界面错配度，从而获得更加致密、规则的位错网组织，高温低应力下的蠕变性能得到显著提高。但值得注意的是，较高密度的位错网对低温高应力蠕变性能有害，这主要取决于在较高应力条件下，γ/γ'界面位错网提供的背应力相对较小，并不能有效地阻碍位错的运动。
尽管单晶合金在高温/低应力的蠕变行为已有文献报道，但其在中温/高应力条件下的蠕变行为报道较少。了解合金在服役期间裂纹的萌生与扩展过程，对热端部件的选材及结构设计具有重要的指导意义，因而，单晶合金在中温/高应力条件下的蠕变断裂行为引起了材料工作者的广泛关注。Hopgood等研究认为在没有共晶组织和局域初熔的情况下，孔洞可成为有效的裂纹源。对DD3、DD6单晶合金高温蠕变断裂的研究表明：孔洞的形核与累积导致的裂纹萌生是合金在高温服役期间发生蠕变断裂的主要原因。对CMSX-2，SRR99和RR2000等3种镍基合金中温蠕变断裂行为的研究表明，蠕变断口由不同尺寸的解理平面和撕裂区组成，其每个解理平面至少与一个疏松孔洞相联系。尽管镍基单晶合金在高温条件下的蠕变行为及断裂机制已有文献报道，但有关单晶合金在中温蠕变期间的损伤与断裂行为报道较少。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性镍基单晶高温合金，镍基单晶高温合金的中温持久性能的改性方法以及应用，以延长合金在中温下的使用寿命。应用该方法对镍基单晶高温合金进行改性，得到的改性镍基单晶高温合金的持久性能显著提高。
本发明的目的之一在于提供一种改性镍基单晶高温合金，包含镍基单晶高温Base合金及微量元素；所述镍基单晶高温Base合金的成分包括Cr、Al、Ta、Co、Mo、Re、W、Y、Ni和任选的Nb；所述微量元素包括Hf、B和C。
根据本发明所述的合金的一些优选的实施方式中，所述微量元素在所述改性镍基单晶高温合金中的含量为：
Hf 0.06重量%～0.6%重量%，优选为0.2重量%～0.4重量%；和/或，
B 0.002重量%～0.02重量%，优选为0.005重量%～0.01重量%；和/或，
C 0.002重量%～0.03重量%，优选为0.005重量%～0.02重量%。
在本发明的改性镍基单晶高温合金中，微量元素B与C的重量比可以为1:0.1、1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10、1:10.5、1:11、1:11.5、1:12、1:12.5、1:13、1:13.5、1:14、1:14.5、1:15以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: C=1:(1~4)。
在本发明的改性镍基单晶高温合金中，微量元素B与Hf的重量比可以为1:20、1:24、1:28、1:32、1:36、1:40、1:44、1:48、1:52、1:56、1:60、1:64、1:68、1:72、1:76、1:80以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: Hf:=1:(40~80)。
根据本发明所述的合金的一些优选的实施方式中，以镍基单晶高温Base合金的总重量计，所述镍基单晶高温Base合金包括：
Cr 1重量%～7重量%，优选为3重量%～4重量%；
Al 3重量%～10重量%，优选为5.2重量%～6.2重量%；
Ta 4重量%～12重量%，优选为7重量%～9重量%；
Co 5重量%～14重量%，优选为9重量%～11重量%；
Mo 0.1重量%～2重量%，优选为0.1重量%～1重量%；
Re 0.8重量%～8重量%，优选为4重量%～5重量%；
W 2.5重量%～8重量%，优选为5.5重量%～6.5重量%；
Nb 0～0.3重量%，优选为0～0.1重量%；
Y 0.0001重量%～0.03重量%，优选为0.0005重量%～0.02重量%；
Ni 35重量%～85重量%，优选为54重量%～66重量%，且各元素重量之和为100%。
根据本发明所述的合金的一些优选的实施方式中，最终形成的改性镍基单晶高温合金中，以重量分数计，包括：
Cr 1重量%～7重量%，优选为3重量%～4重量%；
Al 3重量%～10重量%，优选为5.2重量%～6.2重量%；
Ta 4重量%～12重量%，优选为7重量%～9重量%；
Co 5重量%～14重量%，优选为9重量%～11重量%；
Mo 0.1重量%～2重量%，优选为0.1重量%～1重量%；
Re 0.8重量%～8重量%，优选为4重量%～5重量%；
W 2.5重量%～8重量%，优选为5.5重量%～6.5重量%；
Nb 0～0.3重量%，优选为0～0.1重量%；
Y 0.0001重量%～0.03重量%，优选为0.0005重量%～0.02重量%；
Hf 0.06重量%～0.6%重量%，优选为0.2重量%～0.4重量%；和/或，
B 0.002重量%～0.02重量%，优选为0.005重量%～0.01重量%；和/或，
C 0.002重量%～0.03重量%，优选为0.005重量%～0.02重量%；
Ni 35重量%～85重量%，优选为54重量%～66重量%；且各元素重量之和为100%。
在本发明的改性镍基单晶高温合金中，微量元素B与C的重量比可以为1:0.1、1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10、1:10.5、1:11、1:11.5、1:12、1:12.5、1:13、1:13.5、1:14、1:14.5、1:15以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: C=1:(1~4)。
在本发明的改性镍基单晶高温合金中，微量元素B与Hf的重量比可以为1:20、1:24、1:28、1:32、1:36、1:40、1:44、1:48、1:52、1:56、1:60、1:64、1:68、1:72、1:76、1:80以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: Hf:=1:(40~80)。
根据本发明所述的合金的一些优选的实施方式中，在980℃/250MPa或980℃/280MPa的蠕变条件下，所述改性镍基单晶高温合金比镍基单晶高温Base合金的持久性能提高了30~100h。
本发明的目的之二在于提供上述改性镍基单晶高温合金在航空发动机涡轮工作叶片、导向叶片中的应用。
本发明的目的之三在于提供了一种镍基单晶高温合金的中温持久性能的改性方法，包括对镍基单晶高温Base合金添加微量元素，得到改性镍基单晶高温合金，所述微量元素包括Hf、B和C。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述微量元素在所述改性镍基单晶高温合金中的含量为：
Hf 0.06重量%～0.6%重量%，优选为0.2重量%～0.4重量%；和/或，
B 0.002重量%～0.02重量%，优选为0.005重量%～0.01重量%；和/或，
C 0.002重量%～0.03重量%，优选为0.005重量%～0.02重量%。
在本发明的改性方法中，添加的微量元素B与C的重量比可以为1:0.1、1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10、1:10.5、1:11、1:11.5、1:12、1:12.5、1:13、1:13.5、1:14、1:14.5、1:15以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: C=1:(1~4)。
在本发明的改性方法中，添加的微量元素B与Hf的重量比可以为1:20、1:24、1:28、1:32、1:36、1:40、1:44、1:48、1:52、1:56、1:60、1:64、1:68、1:72、1:76、1:80以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: Hf=1:(40~80)。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，包括：
S1、对镍基单晶高温Base合金进行固溶热处理和时效处理；其中，固溶热处理工艺包括：温度1250℃~1400℃，保温时间10h~14h，空冷；
时效处理包括两段加热，其中，一段加热包括：温度1080℃~1240℃，保温时间3h~6h，空冷；二段加热包括：温度800℃~930℃，保温时间18h~30h，空冷；
S2、向S1中所得处理后的镍基单晶高温Base合金中添加微量元素并进行固溶热处理和时效处理；其中，固溶热处理工艺包括：温度1250℃~1400℃，保温时间18h~24h，空冷；
时效处理包括两段加热，其中，一段加热包括：温度1080℃~1240℃，保温时间3h~6h，空冷；二段加热包括：温度800℃~930℃，保温时间18h~30h，空冷。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S1中，固溶热处理工艺包括：温度1335℃，时间12h，空冷。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S1中，时效处理包括：一段加热包括：温度1150℃，保温时间4h，空冷；二段加热包括：温度870℃，保温时间24h，空冷。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S1中，固溶热处理、时效处理中的一段加热和时效处理中的二段加热的升温速率各自独立地为5℃/min~10℃/min，更优选为8℃/min~10℃/min。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S1中，固溶热处理和时效处理中的空冷速度各自独立地为200℃/min~260℃/min。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S2中，固溶热处理工艺为1328℃/20h，空冷。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S2中，时效处理包括：一段加热包括：温度1150℃，保温时间4h，空冷；二段加热包括：温度870℃，保温时间24h，空冷。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S2中，固溶热处理、时效处理中的一段加热和时效处理中的二段加热的升温速率各自独立地为5℃/min~10℃/min，更优选为8℃/min~10℃/min。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，所述S2中，固溶热处理和时效处理中的空冷速度各自独立地为200℃/min~260℃/min。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，以镍基单晶高温Base合金的总重量计，所述镍基单晶高温Base合金包括：
Cr 1重量%～7重量%，优选为3重量%～4重量%；
Al 3重量%～10重量%，优选为5.2重量%～6.2重量%；
Ta 4重量%～12重量%，优选为7重量%～9重量%；
Co 5重量%～14重量%，优选为9重量%～11重量%；
Mo 0.1重量%～2重量%，优选为0.1重量%～1重量%；
Re 0.8重量%～8重量%，优选为4重量%～5重量%；
W 2.5重量%～8重量%，优选为5.5重量%～6.5重量%；
Nb 0～0.3重量%，优选为0～0.1重量%；
Y 0.0001重量%～0.03重量%，优选为0.0005重量%～0.02重量%；
Ni 35重量%～85重量%，优选为54重量%～66重量%，且各元素重量之和为100%。
根据本发明所述的改性方法的一些优选的实施方式中，最终形成的改性镍基单晶高温合金中，以重量分数计，包括：
Cr 1重量%～7重量%，优选为3重量%～4重量%；
Al 3重量%～10重量%，优选为5.2重量%～6.2重量%；
Ta 4重量%～12重量%，优选为7重量%～9重量%；
Co 5重量%～14重量%，优选为9重量%～11重量%；
Mo 0.1重量%～2重量%，优选为0.1重量%～1重量%；
Re 0.8重量%～8重量%，优选为4重量%～5重量%；
W 2.5重量%～8重量%，优选为5.5重量%～6.5重量%；
Nb 0～0.3重量%，优选为0～0.1重量%；
Y 0.0001重量%～0.03重量%，优选为0.0005重量%～0.02重量%；
Hf 0.06重量%～0.6%重量%，优选为0.2重量%～0.4重量%；和/或，
B 0.002重量%～0.02重量%，优选为0.005重量%～0.01重量%；和/或，
C 0.002重量%～0.03重量%，优选为0.005重量%～0.02重量%；
Ni 35重量%～85重量%，优选为54重量%～66重量%；且各元素重量之和为100%。
在本发明的改性方法中，最终形成的改性镍基单晶高温合金中微量元素B与C的重量比可以为1:0.1、1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10、1:10.5、1:11、1:11.5、1:12、1:12.5、1:13、1:13.5、1:14、1:14.5、1:15以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: C=1:(1~4)。
在本发明的改性方法中，最终形成的改性镍基单晶高温合金中微量元素B与Hf的重量比可以为1:20、1:24、1:28、1:32、1:36、1:40、1:44、1:48、1:52、1:56、1:60、1:64、1:68、1:72、1:76、1:80以及它们之间的任意值；优选地，以重量百分数计，B: Hf=1:( 40~80)。
本发明的目的之四在于提供上述改性方法在在镍基单晶高温合金的成分改性或中温持久性能改性中的应用，优选适用于第三代镍基单晶高温合金的中温持久性能改性中的应用。
本发明的有益效果至少在于以下几个方面：
本发明所述的改性方法简单可靠，成本低，生产效率高，适用于工业化生产本发明所述的改性方法提高了第三代单晶高温合金的中温持久性能，在第三代单晶高温合金涡轮工作叶片的改性中具有广阔的前景。
附图说明
图1为合金光学显微组织照片；其中，图1(a)~1(e)依次为实施例1-5中的改性镍基单晶高温合金的光学显微组织照片；图1(f)为空白实验中的完全热处理后的镍基单晶高温Base合金的光学显微组织照片；图1(g)为实施例1中的改性镍基单晶高温合金在扫描电镜下的显微组织照片；图1(h)为空白实验中的完全热处理后的镍基单晶高温Base合金在扫描电镜下的显微组织照片。
图2为空白实验涉及的完全热处理后的镍基单晶高温Base合金的蠕变断口扫描电镜显微组织照片。
图3为实施例1涉及的改性镍基单晶高温合金的蠕变断口扫描电镜显微组织照片。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围并不限于下述说明。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购途径获得的常规产品。
以下实施例中均采用：
1、蠕变断裂实验根据GB/T 2039-2012金属材料单轴拉伸蠕变试验方法进行。分别测试改性镍基单晶高温合金在980℃/250MPa和980℃/280MPa条件下的单轴蠕变性能。
2、定向凝固炉温度梯度范围30-50℃/cm，抽拉速率为4.5mm/min。
3、镍基单晶合金的光学显微组织照片采用扫描电子显微镜（SEM），Carl Zeiss公司，型号SUPRA55。
【空白实验】
空白实验中，仅对镍基单晶高温Base合金固溶热处理和时效处理，不添加改性微量元素，镍基单晶高温Base合金的成分如表1中所示。其中，固溶热处理工艺为：温度1335℃，时间12h，空冷；升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min；
时效处理包括两段加热，其中，一段加热为：温度1150℃，保温时间4h，空冷；升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min；
二段加热为：温度870℃，保温时间24h，空冷；升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
完全热处理后的镍基单晶高温Base合金的显微组织照片如图1(f)、(h)所示，蠕变断口扫描电镜显微组织照片图2所示。从图中可以看出，经过完全热处理的基体上析出排列规则的0.3~0.5μm的立方体γ′相，γ′相的体积分数大约为66%，疏松含量约为0.1%。
【实施例1-6】
S1、对镍基单晶高温Base合金进行固溶热处理和时效处理。固溶热处理工艺为：温度1335℃，时间12h，空冷。其中，升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min；
时效处理的一段加热为：温度1150℃，保温时间4h，空冷。升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
时效处理的二段加热为：温度870℃，保温时间24h，空冷。升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
S2、向S1中所得处理后的镍基单晶高温Base合金中添加微量元素Hf、B和C，并进行固溶热处理和时效处理。固溶热处理工艺为：温度1328℃，保温时间20h，空冷。其中，升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min；
时效处理的一段加热为：温度1150℃，保温时间4h，空冷。二段加热为：温度870℃，保温时间24h，空冷。其中，一段加热和二段加热的升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
实施例1-6中的镍基单晶高温Base合金的成分及改性镍基单晶高温合金中的微量元素的重量百分比参见表1。
实施例1-6中改性镍基单晶高温合金的光学显微组织照片如图1(a)~1(e)及图1(g)所示，其中，实施例1中改性镍基单晶高温合金的蠕变断口扫描电镜显微组织照片如图3所示。从图中可以看出，完全热处理后基体上析出排列规则的0.3μm~0.5μm的立方体γ′相，γ′相的体积分数大约为65%，疏松含量约为0.05%。
改性镍基单晶高温合金试棒机械加工后进行持久性能测试的结果列入表2。可以看出实施例1-6中经过改性的镍基单晶高温合金的中温持久性能明显超过空白实验中的镍基单晶高温合金的中温持久性能水平。
【实施例7-10】
实施例7-10与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于镍基单晶高温Base合金的各成分含量不同，具体参见表1数据。
【实施例11-24】
实施11-24与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于向镍基单晶高温Base合金中添加的微量元素的含量不同，具体参见表1数据。
【实施例25】
实施25与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S1中，固溶热处理工艺为：温度1250℃，保温时间14h，空冷。其中，升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【实施例26】
实施26与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S1中，固溶热处理工艺为：温度1400℃，保温时间10h，空冷。其中，升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【实施例27】
实施27与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S1中，时效处理的一段加热为：温度1080℃，保温时间6h，空冷。二段加热为：温度800℃，保温时间30h，空冷。其中，一段加热和二段加热的升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【实施例28】
实施28与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S1中，时效处理的一段加热为：温度1240℃，保温时间3h，空冷。二段加热为：温度930℃，保温时间18h，空冷。其中，一段加热和二段加热的升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【实施例29】
实施29与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S2中，固溶热处理工艺为：温度1250℃，保温时间24h，空冷。其中，升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【实施例30】
实施30与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S2中，固溶热处理工艺为：温度1400℃，保温时间18h，空冷。其中，升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【实施例31】
实施31与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S2中，时效处理的一段加热为：温度1080℃，保温时间6h，空冷。二段加热为：温度930℃，保温时间18h，空冷。其中，一段加热和二段加热的升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【实施例32】
实施32与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于S2中，时效处理的一段加热为：温度1240℃，保温时间3h，空冷。二段加热为：温度800℃，保温时间30h，空冷。其中，一段加热和二段加热的升温速率为10℃/min；空冷速度为230℃/min。
【对比例1】
对比例1中的镍基单晶高温Base合金的成分及含量与实施例1相同，采用现有的定向凝固重熔方法对所述镍基单晶高温Base合金进行改性，具体步骤为：
步骤1、按照实施例1的镍基单晶合金单晶高温合金的组分重量百分比，取金属Ni、W、Cr、Ta、Co、Mo、Nb、Re、Al和Y，在真空条件下加热至完全熔化，得到熔混合物；对熔化的混合物进行精炼，得到合金液。精炼过程中，精炼温度为1580±10℃，精炼持续时间为35min。所述第一合金液结膜，得到结膜后的合金液。
步骤2、按照实施例1的镍基单晶合金单晶高温合金的组分重量比，向第二合金液中添加C、B、Hf得到第二混合物；待C、B、Hf完全熔化，得到第二合金液。
步骤3、待第二合金液降温至1475±20℃时，浇铸，得到镍基单晶合金单晶高温合金锭。
表1 本发明实施例化学成分/质量百分含量
Figure 718579DEST_PATH_IMAGE001
Figure 307823DEST_PATH_IMAGE002
表2 合金的持久性能
Figure 759664DEST_PATH_IMAGE003
Figure 686032DEST_PATH_IMAGE004
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (13)

1.一种改性镍基单晶高温合金，包含镍基单晶高温Base合金，所述镍基单晶高温Base合金的成分包括Cr、Al、Ta、Co、Mo、Re、W、Y、Ni和任选的Nb；其特征在于，所述改性镍基单晶高温合金还包括微量元素，所述微量元素包括Hf、B和C。
2.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，所述微量元素在所述改性镍基单晶高温合金中的含量为：
Hf 0.06重量%～0.6%重量%；和/或，
B 0.002重量%～0.02重量%；和/或，
C 0.002重量%～0.03重量%。
3.根据权利要求2所述的合金，其特征在于，以重量百分数计，B: C: Hf =1:(1~4):(40~80)。
4.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，以镍基单晶高温Base合金的总重量计，所述镍基单晶高温Base合金包括：
Cr 1重量%～7重量%；
Al 3重量%～10重量%；
Ta 4重量%～12重量%；
Co 5重量%～14重量%；
Mo 0.1重量%～2重量%；
Re 0.8重量%～8重量%；
W 2.5重量%～8重量%；
Nb 0～0.3重量%；
Y 0.0001重量%～0.03重量%；
Ni 35重量%～85重量%，且各元素重量之和为100%。
5.权利要求1-4中任意一项所述的合金在航空发动机涡轮工作叶片、导向叶片中的应用。
6.一种镍基单晶高温合金的中温持久性能的改性方法，其特征在于，包括对镍基单晶高温Base合金添加微量元素，得到改性镍基单晶高温合金，所述微量元素包括Hf、B和C。
7.根据权利要求6所述的改性方法，其特征在于，所述微量元素在所述改性镍基单晶高温合金中的含量为：
Hf 0.06重量%～0.6%重量%；和/或，
B 0.002重量%～0.02重量%；和/或，
C 0.002重量%～0.03重量%。
8.根据权利要求7所述的改性方法，其特征在于，以重量百分数计，B: C: Hf =1:(1~4):(40~80)。
9.根据权利要求6所述的改性方法，其特征在于，包括：
S1、对镍基单晶高温Base合金进行固溶热处理和时效处理；
其中，固溶热处理工艺包括：温度1250℃~1400℃，保温时间10h~14h，空冷；
时效处理包括两段加热，其中，一段加热包括：温度1080℃~1240℃，保温时间3h~6h，空冷；二段加热包括：温度800℃~930℃，保温时间18h~30h，空冷；
S2、向S1中所得处理后的镍基单晶高温Base合金中添加微量元素并进行固溶热处理和时效处理；
其中，固溶热处理工艺包括：温度1250℃~1400℃，保温时间18h~24h，空冷；
时效处理包括两段加热，其中，一段加热包括：温度1080℃~1240℃，保温时间3h~6h，空冷；二段加热包括：温度800℃~930℃，保温时间18h~30h，空冷。
10.根据权利要求9所述的改性方法，其特征在于，所述S1中，固溶热处理工艺包括：温度1335℃，时间12h，空冷；和/或，
所述S1中，时效处理包括：一段加热包括：温度1150℃，保温时间4h，空冷；二段加热包括：温度870℃，保温时间24h，空冷；和/或，
所述S1中，固溶热处理、时效处理中的一段加热和时效处理中的二段加热的升温速率各自独立地为5℃/min~10℃/min，更优选为8℃/min~10℃/min；和/或，
所述S1中，固溶热处理和时效处理中的空冷速度各自独立地为200℃/min~260℃/min；和/或，
所述S2中，固溶热处理工艺为1328℃/20h，空冷；和/或，
所述S2中，时效处理包括：一段加热包括：温度1150℃，保温时间4h，空冷；二段加热包括：温度870℃，保温时间24h，空冷；和/或，
所述S2中，固溶热处理、时效处理中的一段加热和时效处理中的二段加热的升温速率各自独立地为5℃/min~10℃/min，更优选为8℃/min~10℃/min；和/或，
所述S2中，固溶热处理和时效处理中的空冷速度各自独立地为200℃/min~260℃/min。
11.根据权利要求6-10中任意一项所述的改性方法，其特征在于，以镍基单晶高温Base合金的总重量计，所述镍基单晶高温Base合金包括：
Cr 1重量%～7重量%；
Al 3重量%～10重量%；
Ta 4重量%～12重量%；
Co 5重量%～14重量%；
Mo 0.1重量%～2重量%；
Re 0.8重量%～8重量%；
W 2.5重量%～8重量%；
Nb 0～0.3重量%；
Y 0.0001重量%～0.03重量%；
Ni 35重量%～85重量%，且各元素重量之和为100%。
12.权利要求6-11中任意一项所述的改性方法在镍基单晶高温合金的成分改性或中温持久性能改性中的应用。
13.根据权利要求12中所述的应用，其特征在于，适用于第三代镍基单晶高温合金的中温持久性能改性。
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