CN108385045B - 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法 - Google Patents
一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108385045B CN108385045B CN201810126648.1A CN201810126648A CN108385045B CN 108385045 B CN108385045 B CN 108385045B CN 201810126648 A CN201810126648 A CN 201810126648A CN 108385045 B CN108385045 B CN 108385045B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- delta phase
- heat treatment
- temperature
- heat
- 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.)
- Active
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 14
- 238000005204 segregation Methods 0.000 abstract description 10
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 4
- 101000912561 Bos taurus Fibrinogen gamma-B chain Proteins 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing 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)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及高温合金的热加工领域，具体为一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法。该方法包括下述工艺步骤：1)将待处理的IN718合金在1020℃以上保温，然后水冷至室温。2)将步骤1)处理的合金在700～900℃保温。3)将步骤2)处理的合金在900～1000℃保温，然后空冷至室温，既得。本发明通过改变δ相的析出方式——由从奥氏体中直接析出改变为先析出γ″相，由γ″相转变为δ相，这种析出方式使δ相相均匀分布在晶内和晶界，改善δ相在晶界处的偏聚。
Description
技术领域
本发明涉及高温合金的热加工领域，具体为一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法。
背景技术
高温合金以其良好的加工性能和力学性能，被广泛应用于航空航天及核能、石油等领域。IN718合金是一种具有高强度、抗腐蚀和抗氧化以及良好的焊接性能的变形高温合金，广泛应用于生产燃气轮机涡轮盘、压气机盘和叶片等热端零部件。IN718合金成分上属于镍基高温合金，主要合金元素有铬、钼和铌等，属于奥氏体类型的合金。IN718合金中存在一种正交晶系的稳定相——δ(Ni3Nb)相，合金组织性能受合金中δ相的形貌、分布和含量等因素的影响，IN718合金锻件中适量分布的δ相能阻止热加工过程中微观组织晶粒的长大，达到细晶强化效果。此外，δ相还能降低应力集中，阻碍裂纹扩展。传统的δ相的析出热处理方式是直接将试样加热到900℃长时间保温，这种方式下的δ相是直接从基体γ相中析出的。
δ相是富Nb元素的析出相，由于其在晶界析出克服的能垒较低，所以采用传统的δ相析出热处理工艺，大量的针状δ相集中在晶界处析出，而只有少量的颗粒状δ相弥散分布在晶粒内部，并且靠近晶界处。δ相相对于基体而言是硬质相，δ相在晶界处的偏聚会造成热加工过程中合金的变形抗力加大，并且这会降低合金的塑性、韧性，导致IN718合金加工性能降低。因此，如何改善甚至消除δ相在晶界处的偏聚成为研究IN718合金的一个重要方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，采用消除或者改善δ相在合金晶界处偏聚的热处理工艺，用于解决由于δ相的偏聚，从而引起热加工以后材料力学性能不均匀的问题。
本发明的技术方案：
一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，包含下述工艺步骤：
1)将待处理的IN718合金在1020℃以上保温，然后水冷至室温；
2)将步骤1)处理的合金在700～900℃保温；
3)将步骤2)处理的合金在900～1000℃保温，然后水冷至室温，即得。
所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，步骤1)保温温度选取1100℃，保温时间不低于30min。
所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，步骤2)保温温度选取720℃，保温时间不低于8h。
所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，步骤3)保温温度选取900℃，保温时间不低于24h。
所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，步骤1)、步骤2)和步骤3)中，将合金试样放入热处理炉中，待温度升至设定温度保温2min后开始计时，升温速率不得高于200℃/h。
所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，步骤2)和步骤3)之间是连续实施，即步骤2)结束后直接将热处理炉温度升至900℃，升温速率不得超过200℃/h。
本发明的优点及有益效果是：
本发明提出一种解决IN718合金δ相偏聚的热处理方法，该方法创造性地引入将合金在720℃保温8小时，δ相的析出方式由直接从奥氏体中直接析出改变为由γ″相转变为δ相。从而，在保证δ相质量分数的前提下，改善δ相在晶界上的偏聚现象。
附图说明
图1为实施例1中所得的金相图片。
图2为对比例1中所得的金相图片。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明所述IN718合金的热处理方法为一种消除或者改善IN718合金δ相在晶界处偏聚的热处理方法，步骤1)为均匀化处理，步骤2)为γ″时效处理，步骤3)为δ相时效处理。首先，将材料加热到1020℃以上保温30min以上，水冷至室温。目的是去除偏析，去应力和溶解析出相。然后，将材料加热到720℃，保温8h以上，以获得γ″相颗粒细小均匀分布的IN718合金。然后将热处理炉炉温升至900℃，保温24h以上，使均匀分布的γ″相转变为稳定的均匀分布的δ相。
优选地，热处理工艺中的步骤1)1020℃是δ相的完全溶解温度。选取1100℃，以使材料中的析出相完全溶解。热处理工艺中的步骤2)700～900℃是γ″的析出温度，选取720℃可以得到均匀细小的γ″相。热处理工艺中的步骤3)900～1000℃为δ相的析出温度范围，选取900℃是其析出峰。
本发明所述制备方法中，所述IN718合金坯材料可根据现有技术公开的制备IN718合金的方法制得，也可商业购得。
下面，通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。
实施例1
本实施例中，控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，包括如下步骤：
(1)将待处理合金加工成10×10×10mm的合金试样，将加工好的试样放在1100℃热处理炉内保温45min，然后水冷至室温。
(2)将经过步骤(1)处理的试样在720℃热处理炉内保温8h。
(3)直接将步骤(2)处理后的试样升温至900℃保温24h，空冷至室温。
如图1所示，处理完后的试样经机械抛光和化学腐蚀，采用金相显微镜和扫描电镜观察金相组织，δ相均匀分布在晶内和晶界处。
对比例1
本对比例中，IN718合金的热处理方法，包括如下步骤：
(1)将待处理合金加工成10×10×10mm的合金试样，将加工好的试样放在1100℃热处理炉内保温45min，然后水冷至室温。
(2)直接将步骤(1)处理后的试样升温至900℃保温24h，空冷至室温。
如图2所示，处理完后的试样经机械抛光和化学腐蚀，采用金相显微镜和扫描电镜观察金相组织，δ相只要分布在晶界处，晶内只有少量的颗粒状δ相。
实施例和对比例结果表明，本发明通过改变δ相的析出方式——由从奥氏体中直接析出改变为先析出γ″相，由γ″相转变为δ相，这种析出方式使δ相相均匀分布在晶内和晶界，改善δ相在晶界处的偏聚。
Claims (4)
1.一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，其特征在于，包含下述工艺步骤：
1）将待处理的IN718合金在1020℃~1100℃保温，然后水冷至室温；
2）将步骤1）处理的合金在700~900℃保温；
3）将步骤2）处理的合金在900~1000℃保温，然后水冷至室温，即得；
步骤1）、步骤2）和步骤3）中，将合金试样放入热处理炉中，待温度升至设定温度保温2min后开始计时，升温速率不得高于200℃/h；
步骤2）和步骤3）之间是连续实施，即步骤2)结束后直接将热处理炉温度升至900℃，升温速率不得超过200℃/h。
2.根据权限要求1所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，其特征在于，步骤1）保温温度选取1100℃，保温时间不低于30min。
3.根据权限要求1所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，其特征在于，步骤2）保温温度选取720℃，保温时间不低于8h。
4.根据权限要求1所述的控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法，其特征在于，步骤3）保温温度选取900℃，保温时间不低于24h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810126648.1A CN108385045B (zh) | 2018-02-08 | 2018-02-08 | 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810126648.1A CN108385045B (zh) | 2018-02-08 | 2018-02-08 | 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108385045A CN108385045A (zh) | 2018-08-10 |
| CN108385045B true CN108385045B (zh) | 2020-01-03 |
Family
ID=63074538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810126648.1A Active CN108385045B (zh) | 2018-02-08 | 2018-02-08 | 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108385045B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110804717A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-18 | 中南大学 | 一种细化gh4169合金锻件晶粒组织的方法 |
| CN110964995A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种提高IN718镍基高温合金中∑3n型晶界比例的方法 |
| CN115261753A (zh) * | 2021-04-29 | 2022-11-01 | 中国科学院金属研究所 | 一种生产高均匀性超细晶化镍基高温合金的热加工方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6277448A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-09 | Toshiba Corp | 耐ＳＣＣ性に優れた高強度Ｎｉ基合金部材の製造方法 |
| US4888253A (en) * | 1985-12-30 | 1989-12-19 | United Technologies Corporation | High strength cast+HIP nickel base superalloy |
| JPH0633206A (ja) * | 1992-07-14 | 1994-02-08 | Toshiba Corp | Ｎｉ基合金の熱処理方法 |
| CN103924178B (zh) * | 2014-04-30 | 2015-12-30 | 西安诺博尔稀贵金属材料有限公司 | 一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法 |
| CN106180719B (zh) * | 2016-09-27 | 2019-01-18 | 飞而康快速制造科技有限责任公司 | 激光选区熔化增材制造的in718构件、系统、热处理方法及装置 |
-
2018
- 2018-02-08 CN CN201810126648.1A patent/CN108385045B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108385045A (zh) | 2018-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106834990B (zh) | 一种提高镍铁铬基变形高温合金高温拉伸塑性的热处理工艺 | |
| CN108385045B (zh) | 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法 | |
| CN113235030B (zh) | 一种大规格gh4169高温合金棒材的制备方法 | |
| JP2009299120A (ja) | Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ三元系合金材の製造方法 | |
| CN100584963C (zh) | 奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺 | |
| CN114807741B (zh) | 一种基于碳化物析出提高奥氏体不锈钢性能的方法 | |
| CN112210737B (zh) | 一种提高Ti-6Al-4V钛合金硬度的两级相变热处理方法 | |
| CN110423960A (zh) | 一种高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺 | |
| CN108179471A (zh) | 一种铁锰铝基单晶合金材料 | |
| CN111074131B (zh) | 一种共晶高熵合金的热机械处理方法 | |
| CN113930693B (zh) | 一种Fe-Mn-Al-Ni-Cu超弹性合金及其制备方法 | |
| CN113278902B (zh) | 一种大规格tb9钛合金线材的性能调控方法 | |
| CN113528979B (zh) | 一种成分优化的高强度rafm钢及其热处理工艺 | |
| CN111187999B (zh) | 一种增强多晶Ni-Cr-Al基合金抗燃气腐蚀性能的热处理方法 | |
| CN110564948B (zh) | 一种抑制铁镍基合金氢致沿晶裂纹萌生与扩展的方法 | |
| CN109457091B (zh) | 一种制备粗晶铁锰硅基形状记忆合金的方法 | |
| CN113528778B (zh) | 一种超塑性高硅奥氏体不锈钢的制备方法 | |
| CN110079753A (zh) | 一种消除TiAl合金残余片层的锻造方法 | |
| CN109402341A (zh) | 一种提高gh738自锁螺母锁紧性能的热处理方法 | |
| CN113046534B (zh) | 一种高孪晶密度的高氮无镍奥氏体不锈钢的制备方法 | |
| CN111705195B (zh) | 一种含Nb奥氏体耐热钢沉淀强化热处理工艺 | |
| CN114855028A (zh) | 一种获得微纳米双尺度Ti2AlNb合金的制备方法 | |
| CN110229976B (zh) | 一种屈服强度高于900MPa的高韧性钛合金及制备方法 | |
| CN112280960A (zh) | 一种改进b50a789g叶片钢晶粒度的热处理工艺 | |
| CN116356178B (zh) | 一种za4合金及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |