CN105886979A - 一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种时效温度控制高温合金GH141应力变化的工艺，属于高温合金的热处理技术领域。其特征是：在Gleeble‑3500热模拟实验机上模拟试样的焊接过程。在温度下降过程中加入了一个沿轴向均匀加载的载荷，得到一个相当于存在残余应力且受过焊接热冲击的热影响区。然后模拟焊后固溶、一次时效和二次时效过程，经1050～1080℃固溶处理后，分别进行两级时效热处理，先进行一次时效处理，在960℃保温600s，然后以10℃/s冷却到760℃，保温1800s作为二次时效，最后以10℃/s冷到室温。在热处理过程中记录应力的实时变化过程。通过本发明工艺便于得到数值小且平稳的应力，减小时效裂纹的产生概率。

Description

一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺
技术领域
本发明涉及一种时效温度控制高温合金GH141应力变化的工艺，属于高温合金的热处理技术领域。
背景技术
GH141高温合金是一种沉淀强化型高温高强度合金，其经常会被用做焊接母材使用，但其作为焊接部件在进行热处理时，易产生应变时效裂纹。有很多研究者对裂纹做了详细的研究，并没有研究者对高温合金GH141焊后热处理过程中应力的变化过程进行过专门的研究分析，但裂纹的产生和热处理过程中应力的变化过程又直接相关。因此，研究不同热处理工艺过程中应力的变化趋势有着很重要的意义。
发明内容
本发明旨在提供一种时效温度控制高温合金GH141应力变化的工艺，便于得到数值小且平稳的应力，减小时效裂纹的产生概率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种时效温度控制高温合金GH141应力变化的工艺，其特征在于：在Gleeble-3500热模拟实验机上模拟高温合金试样的焊接过程。模拟过程以200℃/s加热到1200℃，保温4s，以50℃/s冷却到800℃，再以20℃/s冷却到600℃，再以10℃/s冷却到30℃。
如上所述的一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺，其中：在温度下降过程中加入了一个沿轴向均匀加载的载荷，得到一个相当于存在残余应力且受过焊接热冲击的热影响区。
如上所述的一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺，其中：焊接完成后继续通过Gleeble-3500热模拟实验机模拟固溶、一次时效和二次时效热处理过程。
如上所述的一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺，其中，固溶温度时间与二次时效温度时间都固定不变，只改变一次时效温度。一次时效温度变化范围为1020～875℃。
如上所述的一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺，其中：在模拟固溶、一次时效和二次时效热处理过程中记录应力的实时变化过程。
通过本发明工艺控制过程发现，不同温度一次时效处理开始时的应力值不同，随着一次时效处理温度从1020～875℃逐渐降低，初始应力越来越大。不仅初始应力不同，不同处理温度一次时效应力的变化趋势也不同。1020℃、960℃、875℃应力呈下降趋势，940℃应力先上升后下降，980℃、900℃应力呈上升趋势。且一次时效处理温度为980℃和900℃两者的二次时效初始应力水平最高，940℃次之，1020℃、960℃和875℃三者的二次时效初始应力水平最低。总体来说在960℃处理时应力值较低且平稳。
附图说明
图1为本发明实测应力加载过程及应力随热处理变化曲线示意图。
图2为不同一次时效温度下一次时效应力变化曲线。
图3为不同一次时效温度下二次时效应力变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的检测方法进行介绍：
取GH141高温合金制成Gleeble试验标准样品尺寸。
在Gleeble-3500热模拟实验机上模拟试样的焊接过程，以200℃/s加热到1200℃，保温4s，以50℃/s冷却到800℃，再以20℃/s冷却到600℃，再以10℃/s冷却到30℃。
在温度下降过程中加入了一个沿轴向均匀加载的载荷，得到一个相当于存在残余应力且受过焊接热冲击的热影响区。
然后模拟焊后固溶、一次时效和二次时效过程。经1050～1080℃固溶处理后，分别进行两级时效热处理，首先，一次时效时间不变，温度选取了1020℃、980℃、960℃、940℃、900℃、875℃这6个温度作为一次时效温度，分别保温600s，然后以10℃/s冷却到760℃，保温1800s作为二次时效，最后以10℃/s冷到室温。
在模拟固溶、一次时效和二次时效热处理过程中记录应力的实时变化过程，如附图1所示。在图上可以清晰看出应力随着热处理过程的变化情况。
不同一次时效温度下一次时效应力及二次时效应力变化曲线分别如图2和图3所示。
不同温度一次时效处理开始时的应力值不同，随着一次时效处理温度从1020～875℃逐渐降低，初始应力越来越大。不仅初始应力不同，不同处理温度一次时效应力的变化趋势也不同。1020℃、960℃、875℃应力呈下降趋势，940℃应力先上升后下降，980℃、900℃应力呈上升趋势。且一次时效处理温度为980℃和900℃两者的二次时效初始应力水平最高，940℃次之，1020℃、960℃和875℃三者的二次时效初始应力水平最低。总体来说在960℃处理时应力值较低且平稳。

Claims (2)

1.一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺，其特征在于：该方法的步骤如下：
(1)在Gleeble-3500热模拟实验机上模拟高温合金试样的焊接过程；模拟过程以200℃/s加热到1200℃，保温4s，以50℃/s冷却到800℃，再以20℃/s冷却到600℃，再以10℃/s冷却到30℃；在温度下降过程中加入了一个沿轴向均匀加载的载荷，得到一个相当于存在残余应力且受过焊接热冲击的热影响区；
(2)焊接完成后继续通过Gleeble-3500热模拟实验机模拟固溶、一次时效和二次时效热处理过程。在模拟固溶、一次时效和二次时效热处理过程中记录应力的实时变化过程。
2.根据权利要求1所述的一种时效温度控制高温合金应力变化的工艺，其特征在于：上述步骤(2)中，固溶温度时间与二次时效温度时间都固定不变，只改变一次时效温度，一次时效温度变化范围为1020～875℃。
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