CN109136717A - 低膨胀高温合金热处理方法 - Google Patents

低膨胀高温合金热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109136717A
CN109136717A CN201811320130.8A CN201811320130A CN109136717A CN 109136717 A CN109136717 A CN 109136717A CN 201811320130 A CN201811320130 A CN 201811320130A CN 109136717 A CN109136717 A CN 109136717A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
heat treatment
cooled
temperature
keeps
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.)
Pending
Application number
CN201811320130.8A
Other languages
English (en)
Inventor
周扬
陈琦
张健
蒋世川
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.)
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
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 Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN201811320130.8A priority Critical patent/CN109136717A/zh
Publication of CN109136717A publication Critical patent/CN109136717A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低膨胀高温合金热处理方法，尤其是一种涉及金属材料热处理领域的低膨胀高温合金热处理方法：本申请的低膨胀高温合金热处理方法，包括以下几个步骤：A、将合金加热到820℃～920℃并保温20min～2h，然后进行空冷；B、将合金加热到960℃～980℃并保温30min～2h，然后进行空冷；C、将合金加热到720℃～745℃并保温4h～8h；D、以55℃/h的冷却速度炉将合金冷却至620℃并保温4h，然后进行空冷。本发明的低膨胀高温合金热处理方法既能提高合金综合性能，又可以消除合金缺口敏感性。

Description

低膨胀高温合金热处理方法
技术领域
本发明涉及一种低膨胀高温合金热处理方法，尤其是一种涉及金属材料热处理领域的低膨胀高温合金热处理方法。
背景技术
GH2909合金是Fe-Ni-Co基时效硬化型低膨胀高温合金，在航空航天及工业领域应用十分广泛。GH2909合金在实际生产过程中，包括合金冶炼、热加工及热处理等环节，其中热处理环节是GH2909合金的最终处理环节，也是提高GH2909合金的强度、塑性和高温持久性能，消除合金缺口敏感性的最重要环节。
目前，GH2909合金标准热处理制度包括：A---980℃保温1h，空冷；720℃保温8h，以55℃/h炉冷至620℃保温8h，空冷；B---980℃保温1h，空冷；745℃保温4h，以55℃/h炉冷至620℃保温4h，空冷。针对GH2909合金的热处理工艺，文献报道的技术要点主要采用“一次固溶+2次时效”，即在980℃温度附近进行一次固溶处理，在720℃和620℃温度附近进行两次固溶处理；部分文献采用“两次固溶+两次时效”，即在980℃附近进行两次固溶处理，然后在720℃和620℃温度附近进行两次时效处理。但是现有技术热处理后的合金综合性能不足，特别是缺口敏感性高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能提高合金综合性能，又可以消除合金缺口敏感性的低膨胀高温合金热处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的低膨胀高温合金热处理方法，包括以下几个步骤：
A、将合金加热到820℃～920℃并保温20min～2h，然后进行空冷；
B、将合金加热到960℃～980℃并保温30min～2h，然后进行空冷；
C、将合金加热到720℃～745℃并保温4h～8h；
D、以55℃/h的冷却速度炉将合金冷却至620℃并保温4h，然后进行空冷。
进一步的是，在C步骤中将合金加热到720℃并保温8h。
进一步的是，在C步骤中将合金加热到745℃并保温4h。
进一步的是，本本申请的高温合金的成分和各个成分的质量百分数为：C：≤0.06％，Ni：35％～40％，Co：12％～16％，Nb+Ta：4.3％～5.2％，Ti：1.3％～1.8％，Si：0.36％～0.5％，B：≤0.012％，Al：≤0.2％。
本发明的有益效果是：本申请利用将合金加热到820℃～920℃并保温20min～2h，然后进行空冷的热处理工艺，可以调整热加工后的合金组织，使合金晶界析出大量颗粒状不连续Laves相，这在960～980℃温度区间热处理30min～2h过程中，晶界Laves相起着钉扎晶界的作用，没有Laves相的晶界发生原子扩散而迁移，最后形成弯晶组织。通过本发明热处理工艺，与标准热处理相比，可以获得更多的晶界Laves析出相，并获得理想的弯晶组织，可以提高合金的强度、塑性，提高合金高温持久性能，并消除缺口敏感性。
附图说明
图1是采用现有技术进行热处理后的得到的产品合金显微组织图；
图2是采用本申请的工艺进行热处理后的得到的产品合金显微组织图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
本发明解决其技术问题所采用的低膨胀高温合金热处理方法，包括以下几个步骤：
A、将合金加热到820℃～920℃并保温20min～2h，然后进行空冷；
B、将合金加热到960℃～980℃并保温30min～2h，然后进行空冷；
C、将合金加热到720℃～745℃并保温4h～8h；
D、以55℃/h的冷却速度炉将合金冷却至620℃并保温4h，然后进行空冷。
本申请利用将合金加热到820℃～920℃并保温20min～2h，然后进行空冷的热处理工艺，可以调整热加工后的合金组织，使合金晶界析出大量颗粒状不连续Laves相，这在960～980℃温度区间热处理30min～2h过程中，晶界Laves相起着钉扎晶界的作用，没有Laves相的晶界发生原子扩散而迁移，最后形成弯晶组织。通过本发明热处理工艺，与标准热处理相比，可以获得更多的晶界Laves析出相，并获得理想的弯晶组织，可以提高合金的强度、塑性，提高合金高温持久性能，并消除缺口敏感性。
在C步骤中将合金加热到720℃并保温8h。采用前述参数，可以降低加热时间。
在C步骤中将合金加热到745℃并保温4h。采用前述参数，可以缩短保温时间。
本申请的高温合金的成分为：本申请的高温合金的成分和各个成分的质量百分数为：C：≤0.06％，Ni：35％～40％，Co：12％～16％，Nb+Ta：4.3％～5.2％，Ti：1.3％～1.8％，Si：0.36％～0.5％，B：≤0.012％，Al：≤0.2％。
前述成分的高温合金采用本申请的热处理工艺其综合性能提升最为显著，对缺口敏感性的消除效果也更好。
具有如下显微组织特征之一的低膨胀合金采用本申请的热处理工艺对合金综合性能的提高更加显著：
一、等轴再结晶组织，晶界无Laves相析出。
二、等轴再结晶组织，晶界有少量Laves相析出，且Laves相呈颗粒状不连续析出。
三、等轴再结晶组织，晶界有大量Laves相析出，但晶界Laves相呈颗粒状不连续分布。
实施例1
对GH2909合金进行成分检测，满足要求：C：≤0.06％，Ni：35％～40％，Co：12％～16％，Nb+Ta：4.3％～5.2％，Ti：1.3％～1.8％，Si：0.36％～0.5％，B：≤0.012％，Al：≤0.2％。
对GH2909合金热处理前的显微组织进行检测，满足要求：等轴晶显微组织，晶界含极少量Laves相。
将GH2909合金进行标准热处理，具体工艺为：980℃保温1h，空冷；720℃保温8h，55℃/h炉冷至620℃保温8h，空冷。
将GH2909合金进行弯晶热处理，具体工艺为：880℃保温40min，空冷；980℃保温1h，空冷；720℃保温8h，55℃/h炉冷至620℃保温8h，空冷。
对标准热处理后的合金显微组织进行检测，结果如图1所示。
对弯晶热处理后的合金显微组织进行检测，结果如图2所示。
通过图1和图2对比可以看出，通过弯晶热处理后，可以获得的晶界Laves相数量更多，且晶界呈弯曲形状，合金力学性能更为优异，且标准热处理合金具有持久性能缺口敏感性，而弯晶热处理后合金没有缺口敏感性。
实施例2
对GH2909合金进行成分检测，满足要求：C：≤0.06，Ni：35％～40％，Co：12％～16％，Nb+Ta：4.3％～5.2％，Ti：1.3％～1.8％，Si：0.36％～0.5％，B：≤0.012，Al：≤0.2。
对GH2909合金热处理前的显微组织进行检测，满足要求：等轴晶显微组织，晶界无Laves相析出。
将GH2909合金进行标准热处理，具体工艺为：980℃保温1h，空冷；745℃保温4h，55℃/h炉冷至620℃保温4h，空冷。
将GH2909合金进行弯晶热处理，具体工艺为：880℃保温1min，空冷；980℃保温1h，空冷；745℃保温4h，55℃/h炉冷至620℃保温4h，空冷。
对标准热处理后和弯晶热处理后的合金显微组织进行检测发现，通过弯晶热处理后，可以获得的晶界Laves相数量更多，且晶界呈弯曲形状。与标准热处理相比，弯晶热处理可以提高合金的力学性能，并消除合金持久性能缺口敏感性。

Claims (4)

1.低膨胀高温合金热处理方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
A、将合金加热到820℃～920℃并保温20min～2h，然后进行空冷；
B、将合金加热到960℃～980℃并保温30min～2h，然后进行空冷；
C、将合金加热到720℃～745℃并保温4h～8h；
D、以55℃/h的冷却速度炉将合金冷却至620℃并保温4h，然后进行空冷。
2.如权利要求1所述的低膨胀高温合金热处理方法，其特征在于：在C步骤中将合金加热到720℃并保温8h。
3.如权利要求1所述的低膨胀高温合金热处理方法，其特征在于：在C步骤中将合金加热到745℃并保温4h。
4.如权利要求1所述的低膨胀高温合金热处理方法，其特征在于：本申请的高温合金的成分和各个成分的质量百分数为：C：≤0.06％，Ni：35％～40％，Co：12％～16％，Nb+Ta：4.3％～5.2％，Ti：1.3％～1.8％，Si：0.36％～0.5％，B：≤0.012％，Al：≤0.2％。
CN201811320130.8A 2018-11-07 2018-11-07 低膨胀高温合金热处理方法 Pending CN109136717A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811320130.8A CN109136717A (zh) 2018-11-07 2018-11-07 低膨胀高温合金热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811320130.8A CN109136717A (zh) 2018-11-07 2018-11-07 低膨胀高温合金热处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109136717A true CN109136717A (zh) 2019-01-04

Family

ID=64807932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811320130.8A Pending CN109136717A (zh) 2018-11-07 2018-11-07 低膨胀高温合金热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109136717A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527892A (zh) * 2019-10-10 2019-12-03 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 低膨胀高温合金及其制备方法
CN110699531A (zh) * 2019-10-30 2020-01-17 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 高温合金机械热处理的方法
CN114807796A (zh) * 2022-03-22 2022-07-29 西安聚能高温合金材料科技有限公司 一种提高gh2909合金高温塑性的热处理工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1890395A (zh) * 2003-10-06 2007-01-03 Ati资产公司 镍基合金和镍基合金的热处理方法
CN107739998A (zh) * 2017-10-16 2018-02-27 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种冷轧薄板的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1890395A (zh) * 2003-10-06 2007-01-03 Ati资产公司 镍基合金和镍基合金的热处理方法
CN107739998A (zh) * 2017-10-16 2018-02-27 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种冷轧薄板的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527892A (zh) * 2019-10-10 2019-12-03 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 低膨胀高温合金及其制备方法
CN110699531A (zh) * 2019-10-30 2020-01-17 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 高温合金机械热处理的方法
CN114807796A (zh) * 2022-03-22 2022-07-29 西安聚能高温合金材料科技有限公司 一种提高gh2909合金高温塑性的热处理工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107427897B (zh) Ni基超耐热合金的制造方法
CN109136717A (zh) 低膨胀高温合金热处理方法
CN103993202B (zh) 一种超超临界电站锅炉管材用镍基合金及制备方法
Li et al. Effect of different processing technologies and heat treatments on the microstructure and creep behavior of GH4169 superalloy
CN104233003B (zh) 一种高锰镍铬电阻电热合金及其制备方法
CN105821359B (zh) 一种高塑性镍基合金的热处理工艺
CN104152827B (zh) 一种冷轧态镍铁基高温合金晶界强化的热处理工艺
CN108118193A (zh) Ni基超合金材料的制造方法
CN108660380B (zh) 通过单步形变热处理提高铁镍基合金中低能晶界比例方法
CN108179471B (zh) 一种铁锰铝基单晶合金材料
CN105063291A (zh) 一种提高13Cr9Mo2Co1NiVNbNB锻件冲击性能的热处理方法
JP2017020112A (ja) 二相のＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金の製造方法
CN106756683A (zh) 一种gh4169合金的变形前加热方法
CN105568194A (zh) 利用稳态磁场热处理提高dz483高温合金力学性能的方法
CN103774056A (zh) 一种超（超）临界火电机组用新型奥氏体不锈钢
CN106119609A (zh) 一种具备良好力学性能和铸造工艺性能的镍基高温合金
CN112210737A (zh) 一种提高Ti-6Al-4V钛合金硬度的两级相变热处理方法
CN104451073A (zh) 一种消除铁素体耐热钢中δ铁素体的热处理方法
CN102154600A (zh) 一种提高中锰锰铜合金阻尼稳定性的热处理方法
CN114038522A (zh) Gh5188合金均匀化热处理工艺的确定方法
JPH09170016A (ja) Ｉｎ ７０６ タイプの鉄− ニッケル超合金より成る高温安定性物体の製造方法
CN106086581B (zh) 700℃超超临界发电机组铁镍基合金转子热处理方法
Golezani et al. Microstructural change and impact toughness property of Inconel 738LC after 12years of service
CN105543748B (zh) 一种Nimonic101镍基合金的热处理方法
CN103774057A (zh) 一种超（超）临界火电机组用新型合金

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190104

RJ01 Rejection of invention patent application after publication