CN1080324C - 耐高温合金材料的热处理方法及热处理的材料 - Google Patents

耐高温合金材料的热处理方法及热处理的材料 Download PDF

Info

Publication number
CN1080324C
CN1080324C CN97114396A CN97114396A CN1080324C CN 1080324 C CN1080324 C CN 1080324C CN 97114396 A CN97114396 A CN 97114396A CN 97114396 A CN97114396 A CN 97114396A CN 1080324 C CN1080324 C CN 1080324C
Authority
CN
China
Prior art keywords
maximum
annealing
heat treating
hour
objects
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN97114396A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1199103A (zh
Inventor
W·巴尔巴克
G·哈基加德
R·雷德克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ansaldo Energia Switzerland AG
Original Assignee
Asea Brown Boveri AG Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri AG Switzerland filed Critical Asea Brown Boveri AG Switzerland
Publication of CN1199103A publication Critical patent/CN1199103A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1080324C publication Critical patent/CN1080324C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

由耐高温IN706型铁—镍超级高温合金制成的材料物体的热处理方法,包括如下步骤:在大约965-995℃下固溶退火5-20小时,在大约775-835℃下稳定化退火5-100小时,以及在715-745℃下弥散硬化10-50小时和在595-625℃下弥散硬化10-50小时。
这类由耐高温IN706型铁—镍超级高温合金制成的热处理材料物体所具有的裂纹扩展在0.05mm/h以下,和/或在600℃的温度下在恒定拉伸速率为0.05%/h时具有2.5%的最小伸长并且未出现裂纹。

Description

耐高温合金材料 的热处理方法及热处理的材料
本发明涉及IN706型铁-镍超级高温合金制成的材料物体的热处理方法。本发明同时还涉及热处理的由耐高温IN706型铁-镍超级高温合金材料物体,尤其是在热机转动中应用的材料物体。
在这方面,本发明有关现有技术的描述参见J.H.Moll等人的“Heat Treatmentof 706 Alloy for Optimum 1200°F Stress-Rupture Properties”Met.Trans.1971,vol.2,第2153-2160页。
由该现有技术已知,用作为负热建筑构件的材料物体的合金IN706的临界特性,尤其是耐高温性和展延性是通过合适的已实行的热处理方法决定的。按照由合金IN706锻造的坯体的组织结构,例如典型的热处理方法包括如下的工艺步骤:
在980℃的温度下固溶退火坯体1小时,空气冷却已经固溶退火坯体,在840℃的温度下弥散硬化3小时,空气冷却,在720℃的温度下弥散硬化8小时,以大约55℃/小时的冷却速度冷却到620℃,在620℃弥散硬化8小时,空气冷却或者是例如:在900℃下固熔退火坯体1小时,空气冷却,在720℃弥散硬化8小时,以55℃/小时的冷却速度冷却到620℃,在620℃弥散硬化8小时,空气冷却。
本发明的任务是提供上述这种热处理方法,其中用简单的方法对IN706型合金制成的材料物体进行热处理,使其具有足够高的耐高温性,良好的展延性和尽可能缓慢的裂纹扩展。
本发明的核心是在约965-995℃的温度下固溶退火5-20小时,在约775-835℃的温度下稳定化退火5-100小时,以及在715-745℃的温度下弥散硬化10-50小时并在595-625℃的温度下弥散硬化10-50小时。在一种优选实施方案中,在固溶退火和稳定化退火之间以及在稳定化退火和弥散硬化之间使材料物体至少冷却到300℃。在又一种优选实施方案中,在715-745℃下的弥散硬化和595-625℃下的弥散硬化之间,使材料物体至少冷却到300℃。
本发明方法的主要特征是实施过程简单,避免形成起脆性作用的弥散。此外,由此热处理的材料物体的裂纹扩展极小。在一种优选实施方案中,所具有的裂纹扩展在0.01mm/h以下。在600℃的温度下,在材料物体以0.05%/小时的恒定速度出现伸长时,总的伸长量至少为2.5%时没有出现裂纹。按本发明方法制备的材料物体的另一个特征是在一般的化学接合处通过施加应力进行晶界氧化不产生裂纹。
因此,按照本发明方法制备的材料物体特别适用于在生产承受高的热和机械负荷的燃气透平的转子时作为原始材料使用。
下面进一步详细描述本发明优选的实施方案和由此获得的其它优点。
本发明其它优选的实施方案限定在从属权利要求中。
附图示出了由IN706制成的材料物体。
附图说明:
图1示出了放大100倍未进行稳定化退火处理,由于负荷促进的晶界氧化,材料物体中的裂纹;
图2示出了放大300倍的图1扫描电子吸收的裂纹表面;
图3示出了放大500倍在845℃下进行稳定化退火处理5小时后的材料物体结构的显微照片;
图4示出了放大500倍在820℃下进行稳定化退火处理10小时的材料物体的显微照片。
将商业上可得到的多个由合金IN706制备的煅造的坯体分别放在一个炉中,并用各种热处理方法E,F,G和H进行处理。坯体各自都具有相同的组织结构和相同的化学组成,其中坯体的组成可在如下的范围内改变:以重量%计最多 0.025 碳最多 0.12  硅最多 0.35  锰最多 0.002 硫最多 0.015 磷15 - 18  铬40 - 43  镍0.1-0.3  铝最多 0.1   钽1.5-1.8  钛最多 0.03  铜  2.8-3.2  铌最多 0.01  硼剩余       铁
下表中示出了坯体的热处理方法E,F,G和H。
热处理方法 E F G H
在980+/-15℃的炉中固溶退火5-15小时 × × × ×
空气冷却 × × ×
用油或类似的物质在室温下冷却 ×
在820+/-15℃的炉中停留10-100小时 ×
在845℃的炉中停留10小时 ×
在780℃的炉中停留10小时 ×
在室温下空气冷却 × × ×
在730+/-15℃的炉中停留10-50小时 × × × ×
在室温下空气冷却 × × × ×
在610+/-15℃的炉中停留5-20小时 × × × ×
在室温下空气冷却 × × × ×
材料物体 E′ F′ G′ H′
弥散硬化的第一步是进行进一步的起稳定作用的热处理步骤,其中使经固溶退火的坯体保持在各种温度下。
热处理方法H仅仅是对比例,在该方法中省去了稳定化退火步骤。
在本文中,坯体E,F和G在室温下的冷却是指物体在室温或至少在300℃以下进行冷却。对于相应的大型坯体而言,在700℃以上的温度下用空气冷却时的冷却速度大约为0.5-10℃/分钟,用油冷却时的冷却速度为2-20℃/分钟。
停留时间可在上述范围内选择,其中停留时间和冷却速度主要受欲处理的加工件大小的影响。这就是说,加工件越大,停留时间越长,只有这样加工件才能完全地被热处理。可以省去在730和610℃时两个弥散硬化退火步骤之间的室温下的冷却。
用经过热处理方法形成的材料物体E′、F′、G′和H′制备用于进行下述试验的测式体,其材料的特征值全部示于下面的表中。材料物体                         E′      F′    G′   H′600℃下的断裂应力[MPa]          970      1005   1000  1070600℃下的断裂伸长[%]           20.5     16     14    14.5室温下的缺口冲击功[J]           39       42     19    70600℃和电压强度因子K=40Mpa/m   0.001    -      -     >1[mm/h]下的裂纹扩展速度da/dt
结果表面尽管材料物体E′在600℃下断裂应力稍有减小,但是600℃下的断裂伸长明显增加。此外,材料物体E′具有低于0.05mm/h的非常小的裂纹扩展速度,表明这种材料具有极好的使用价值,特别适用于在热机的转子中使用。
对材料物体进行另一个所谓的CSR实验(恒定应变速度的缩写)。在这种情况下,以0.05%/h恒定的伸长速率拉伸600℃下的材料物体。材料物体E′和F′满足了材料物体拉长至少2.5%而没有裂纹的条件
在图1和图2未进行稳定化退火的材料物体例如H′的断面图中,可明显地观察到所谓的SAGBO裂纹(应力促进的晶界氧化的缩写),在对材料物体施加应力时产生所述的裂纹。
图3是在845℃下稳定化退火5小时时,相应的材料物体G′产生了不希望的针状相。在较长的停留时间或较高的温度下,这种针状相仍然明显地存在。由于这种针状相而明显地减少了缺口冲击功。
图4是在820℃下稳定化退火10小时时,相应的材料物体E′不再产生不希望的针状相,而且在延长停留时间和降低温度时,例如在780℃/100小时下进行稳定化退火时也不再出现不希望的针状相。
因此,坯体的组成在上述限定的范围内改变,并且固溶退火之后和弥散硬化之前在775-835℃,尤其是在820℃的温度下进行稳定化退火5-100小时,优选10-20小时的材料物体具有极低的裂纹扩大,在CSR实验中,最小伸长为2.5%时未出现裂纹,没有SAGBO裂纹并且在室温下具有下列特性:
参数 单位
抗拉强度Rm N/mm2 ≥1000
拉伸极限ReH或0.2%的伸长极限Rp0.2 N/mm2 ≥750
伸长A5 ≥10
横截面减少Z ≥12
所承受的冲击能量 J ≥30
应该清楚本发明不受说明和描述的实施例的限制。

Claims (9)

1.耐高温IN706型铁-镍超级高温合金的材料物体的热处理方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:在大约965-995℃下固溶退火5-20小时,在大约775-835℃下稳定化退火5-100小时,以及在715-745℃下弥散硬化10-50小时和在595-625℃下弥散硬化10-50小时,所述IN706具有下列组成:以重量%计
    最多 0.025 碳
    最多 0.12  硅
    最多 0.35  锰
    最多 0.002 硫
    最多 0.015 磷
    15-18      铬
    40-43      镍
    0.1-0.3    铝
    最多 0.1   钽
    1.5-1.8    钛
    最多 0.03  铜
    2.8-3.2    铌
    最多 0.01  硼
    剩余       铁。
2.根据权利要求1的热处理方法,其特征在于稳定化退火进行10-20小时。
3.根据权利要求1的热处理方法,其特征在于稳定化退火在大约820℃下进行。
4.根据权利要求1的热处理方法,其特征在于在固溶退火和稳定化退火之间以及在稳定化退火和弥散硬化之间使材料物体至少冷却到300℃。
5.根据权利要求4的热处理方法,其特征在于在固溶退火和稳定化退火之间用油或类似的物质冷却材料物体。
6.根据权利要求4的热处理方法,其特征在于在稳定化退火和弥散硬化之间用空气冷却材料物体。
7.根据权利要求1或4的热处理方法,其特征在于在715-745℃下的弥散硬化和595-625℃下的弥散硬化之间,使材料物体至少冷却到300℃。
8.由耐高温IN706型铁-镍超级高温合金制成的热处理材料物体,其中IN706合金的组成如权利要求1所述,其特征在于所具有的裂纹扩展在0.05mm/h以下,和/或在600℃的温度下在恒定拉伸速率为0.05%/h时具有2.5%的最小伸长并且未出现裂纹。
9.根据权利要求8的热处理材料物体,其特征在于所具有的裂纹扩展在0.01mm/h以下。
CN97114396A 1996-11-02 1997-11-01 耐高温合金材料的热处理方法及热处理的材料 Expired - Lifetime CN1080324C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19645186A DE19645186A1 (de) 1996-11-02 1996-11-02 Wärmebehandlungsverfahren für Werkstoffkörper aus einer hochwarmfesten Eisen-Nickel-Superlegierung sowie wärmebehandelter Werkstoffkörper
DE19645186.8 1996-11-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1199103A CN1199103A (zh) 1998-11-18
CN1080324C true CN1080324C (zh) 2002-03-06

Family

ID=7810463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN97114396A Expired - Lifetime CN1080324C (zh) 1996-11-02 1997-11-01 耐高温合金材料的热处理方法及热处理的材料

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6146478A (zh)
EP (1) EP0839923B1 (zh)
JP (1) JP4106113B2 (zh)
CN (1) CN1080324C (zh)
DE (2) DE19645186A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100331153B1 (ko) * 1999-10-18 2002-04-01 황해웅 니켈-알루미늄합금의 미세조직 열처리방법
JP4382244B2 (ja) * 2000-04-11 2009-12-09 日立金属株式会社 耐高温硫化腐食性に優れたNi基合金の製造方法
US6531005B1 (en) * 2000-11-17 2003-03-11 General Electric Co. Heat treatment of weld repaired gas turbine engine components
DE10153784B4 (de) 2001-04-12 2005-02-03 Trumpf Sachsen Gmbh Modulares Steuersystem für eine Ladevorrichtung mit gezielter Sauggreifersteuerung
US7244320B2 (en) * 2004-06-01 2007-07-17 United Technologies Corporation Methods for repairing gas turbine engine components
US8663404B2 (en) * 2007-01-08 2014-03-04 General Electric Company Heat treatment method and components treated according to the method
US8668790B2 (en) * 2007-01-08 2014-03-11 General Electric Company Heat treatment method and components treated according to the method
KR101007582B1 (ko) * 2008-06-16 2011-01-12 한국기계연구원 파형 입계를 위한 니켈기 합금의 열처리 방법 및 그에 의한합금
WO2010054236A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-14 Titanium Metals Corporation Methods for the manufacture of a titanium alloy for use in combustion engine exhaust systems
US8313593B2 (en) 2009-09-15 2012-11-20 General Electric Company Method of heat treating a Ni-based superalloy article and article made thereby
CN109402341A (zh) * 2018-12-10 2019-03-01 贵州航天精工制造有限公司 一种提高gh738自锁螺母锁紧性能的热处理方法
CN116814997A (zh) * 2023-08-30 2023-09-29 无锡亨通特种合金制造有限公司 一种镍基合金的制备工艺

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1133566B (de) * 1952-07-09 1962-07-19 Mond Nickel Co Ltd Verfahren zum Herstellen von Gegenstaenden aus Nií¬Crí¬Coí¬Al-Legierungen
DE1233609B (de) * 1961-01-24 1967-02-02 Rolls Royce Verfahren zur Waermebehandlung einer aushaertbaren Nickel-Chrom-Legierung
US4128419A (en) * 1973-03-14 1978-12-05 Terekhov Kuzma I Nickel-base alloy
EP0235075B1 (en) * 1986-01-20 1992-05-06 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Ni-based alloy and method for preparing same
DE3810336A1 (de) * 1988-03-26 1989-10-05 Vdm Nickel Tech Aushaertbare nickellegierung
US5059257A (en) * 1989-06-09 1991-10-22 Carpenter Technology Corporation Heat treatment of precipitation hardenable nickel and nickel-iron alloys
US5360496A (en) * 1991-08-26 1994-11-01 Aluminum Company Of America Nickel base alloy forged parts
US5374323A (en) * 1991-08-26 1994-12-20 Aluminum Company Of America Nickel base alloy forged parts
US5415712A (en) * 1993-12-03 1995-05-16 General Electric Company Method of forging in 706 components
DE19542919A1 (de) * 1995-11-17 1997-05-22 Asea Brown Boveri Verfahren zur Herstellung eines hochtemperaturbeständigen Werkstoffkörpers aus einer Eisen-Nickel-Superlegierung vom Typ IN 706

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
金属热处理原理 1981.9.1 刘云旭,机械工业出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP4106113B2 (ja) 2008-06-25
JPH10140306A (ja) 1998-05-26
DE59704179D1 (de) 2001-09-06
EP0839923B1 (de) 2001-08-01
US6146478A (en) 2000-11-14
EP0839923A1 (de) 1998-05-06
CN1199103A (zh) 1998-11-18
DE19645186A1 (de) 1998-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0181713B1 (en) Method for heat treating cast titanium articles
CN1080324C (zh) 耐高温合金材料的热处理方法及热处理的材料
US4053330A (en) Method for improving fatigue properties of titanium alloy articles
JP2719892B2 (ja) 高温用表面浸炭ステンレス鋼合金及びそれから作られる製品及びその製造方法
KR890002986B1 (ko) 타이타늄 합금의 처리방법 및 처리된 타이타늄 합금
JP6226087B2 (ja) チタン合金部材およびチタン合金部材の製造方法
KR100421271B1 (ko) 고강도 및 노치연성을 갖는 석출경화 스테인레스강 합금
EP2674506A1 (en) Abrasion-resistant titanium alloy member having excellent fatigue strength
JP5093010B2 (ja) 熱間加工用金型
US5693159A (en) Superalloy forging process
CN102159742A (zh) 钛部件的固溶热处理和过老化热处理
US4150978A (en) High performance bearing steels
JPS63500950A (ja) アルミニウムを含有する超高炭素鋼およびその処理方法
EP0533914B1 (en) Superalloy forging process and related composition
US4533390A (en) Ultra high carbon steel alloy and processing thereof
EP1524325B1 (en) Method for reducing heat treatment residual stresses in super-solvus solutioned nickel-base superalloy articles
JP2003226943A (ja) 高強度・高耐食鋼、その製造方法及び地熱タービン翼
JP2008144202A (ja) 耐熱ばね及びその製造方法
CA2004336C (en) High strength non-magnetic alloy
JPH10298682A (ja) 耐熱合金、耐熱合金の製造方法、および耐熱合金部品
CN112342469B (zh) 一种高强韧石油吊环用钢及其制备方法
JP2022132929A (ja) タービンブレード用素材の製造方法
JPH02270933A (ja) 高靭性球状黒鉛鋳物鋳物およびその製造方法
JPS62218515A (ja) クリ−プ破断性質にすぐれるFe基耐熱合金の熱処理方法
AU578145B2 (en) Super plastic eutectoid steel

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ALSTOM COMPANY

Free format text: FORMER OWNER: ABB(SWITZERLAND)CO., LTD.

Effective date: 20020821

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: ABB(SWITZERLAND)CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: YA RUIYA BOLANGBOWLIC CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Patentee after: ABB (Schweiz) AG

Patentee before: Asea Brown Boveri AG

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20020821

Address after: Paris France

Patentee after: Alstom

Address before: Baden, Switzerland

Patentee before: ABB (Schweiz) AG

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ALSTOM SWITZERLAND LTD.

Free format text: FORMER OWNER: ALSTOM

Effective date: 20120727

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120727

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ALSTOM TECHNOLOGY Ltd.

Address before: Paris France

Patentee before: Alstom

C56 Change in the name or address of the patentee
CP03 Change of name, title or address

Address after: Swiss Baden 5400 Bulangbo Fairui Street No. 7

Patentee after: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GmbH

Address before: Baden, Switzerland

Patentee before: Alstom Technology Ltd.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20171130

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ANSALDO ENERGIA SWITZERLAND AG

Address before: Swiss Baden 5400 Bulangbo Fairui Street No. 7

Patentee before: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GmbH

TR01 Transfer of patent right
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20020306