CN116904892A - 一种硬态gh5605高温合金冷轧带材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种硬态GH5605高温合金冷轧带材，目的是通过采用30％～45％的变形率冷轧变形，中间保护气氛连续热处理炉采用温度1165℃～1230℃热处理，以便继续冷轧加工；再通过保护气氛连续热处理炉950℃～980℃退火处理，在强度和硬度基本不变的前提下，提高承受弯曲塑性变形的能力。本发明的优点主要在于：工艺设计合理：冷加工变形工艺、中间软化退火工艺和回复热处理工艺；特别是参与回复温度950℃～980℃，经此温度热处理可以在强度和硬度基本不变的前提下，提高承受弯曲塑性变形的能力，这是现有的理论恢复温度(0.25～0.3)T熔点(T熔点为金属熔点的绝对温度)所无法达到的。
Description
本申请是申请号：202010149106.3申请日：20200306发明名称：一种硬态GH5605高温合金冷轧带材的热处理方法的分案申请，申请人:东北特殊钢集团股份有限公司
技术领域
本发明属于热处理技术领域，涉及一种硬态GH5605高温合金冷轧带材，能够在保证带材高强度和高硬度的基础上，提高其承受弯曲塑性变形的能力。
背景技术
GH5605是Co-Cr-Ni基固溶强化型变形高温合金，合金中加入20％的铬和15％的钨进行固溶强化，具体化学成分(％)：碳：0.05～0.15，硅不大于0.40，锰：1.00～2.00％，磷不大于0.040，硫不大于0.03，铬：19.00～21.00，镍：9.00～11.00，钨：14.00～16.00，鉄不大于3.00，钴：余；合金在815℃以下具有中等的持久和蠕变强度，在1090℃以下具有优良的抗氧化性能。GH5605带材的现有生产方法有两种：一种是采用适宜的冷加工工艺，通过冷加工变形提高带材的强度和硬度，但由于该合金冷作硬化速率较大、塑性差，其弯曲试验无法满足标准要求；另一种是带材冷加工到成品尺寸后，采用1175℃～1230℃固溶处理或1165℃～1185℃去应力退火处理，此方法虽然可满足弯曲试验要求，但带材的硬度低于标准要求。目前GH5605高温合金冷轧带材的加工方式主要是采用第二种方法，即冷加工变形、固溶处理和高温去应力退火。上述两种方法都无法保证带材具有高硬度(HV)380～450，又具有足够的弯曲性能。因此，硬态GH5605高温合金冷轧带材无法满足标准要求，影响了在军用发动机上的使用。
发明内容
本发明公开一种硬态GH5605高温合金冷轧带材，目的是通过控制冷轧变形率、热处理温度，实现带材在高强度和高硬度的基础上，提高其承受弯曲塑性变形的能力。
为实现上述目的，本发明采用以下具体方法和步骤：
⑴采用真空感应炉冶炼电极坯、电渣炉电渣重熔、电渣锭锻造开坯和四辊可逆式热轧机轧制，经固溶、水磨去除表面氧化皮后得到3.5mm厚带坯。
⑵带坯采用四辊可逆式冷轧机轧制，冷轧变形率45％左右，之后每次软化退火间的冷轧变形率控制在30％～45％，中间软化退火采用保护气氛连续热处理炉，热处理温度1165℃～1230℃，直至冷轧至成品厚度；
⑶冷轧至成品规格的钢带采用保护气氛连续热处理炉退火，退火温度950℃～980℃。
本发明的机理分析及发明点：
金属塑性变形过程中的加工硬化现象使机械性质发生改变：随着变形程度的增加，使决定塑性的各种塑性指数(如延伸率，断面收缩率，冲击韧性等)降低，使决定变形抗力的各种机械指数(如比例极限，弹性极限，屈服点，强度，硬度等)升高。
恢复现象是依靠变形金属的加热，而使其原子的运动增加，借以增加其热震动，结果使所有的原子都回到位能最小的位置上去，晶格畸变程度大为减轻，内应力有所降低，适当提高塑性、韧性和弹性，并保留加工硬化时留下的高强度和高硬度的性能。
冷塑性变形金属经固溶或退火加热到较高温度时，由畸变晶粒通过形核和晶核长大而形成新的无畸变的细晶粒，冷变形金属成品的性能可以达到高强度、高硬度以及足够的弯曲塑性指标。
本发明的发明点是采用30％～45％的变形率冷轧变形，中间保护气氛连续热处理炉采用1165℃～1230℃热处理，确保GH5605钢带的组织和性能恢复到冷加工前的状态，便于继续冷轧加工；最终冷轧变形到成品规格，提高GH5605带材的强度和硬度并满足指标，再通过保护气氛连续热处理炉950℃～980℃热处理恢复，在强度和硬度基本不变的前提下，提高承受弯曲塑性变形的能力。
与现有技术比本发明的优点主要在于：
①在不同的生产阶段，根据需要合理设计和采用冷加工变形工艺、中间软化退火工艺和恢复热处理工艺，确保硬态GH5605高温合金冷轧带材机械性能合格。这是现有技术(传统仅冷加工变形和软化退火)无法做到的。
②研究出了适合GH5605高温合金冷轧带材的回复温度为950℃～980℃，经此温度热处理可以在强度和硬度基本不变的前提下，提高承受弯曲塑性变形的能力，这是现有的理论恢复温度(0.25～0.3)T熔点(T熔点为金属熔点的绝对温度)所无法达到的。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行详细描述和说明。
实施例1、实施例2和实施例3：
⑴采用真空感应炉冶炼电极坯、电渣炉电渣重熔、电渣锭锻造开坯和四辊可逆式热轧机轧制，经固溶、水磨去除表面氧化皮后得到3.5mm厚带坯。
⑵冷轧
①坯料厚度3.5mm，第一次冷轧厚度至1.9mm，变形率45.7％，后续经中间软化退火和冷轧，中间冷轧变形率30％～45％；
⑷成品检验
①化学成分(％)：碳：0.07，硅：0.07，锰：1.59，磷：0.010，硫：0.001，铬：19.79，镍：10.04，钨：14.43，鉄：0.30，钴：余；
实施例1
成品规格0.5mm×95mm；
⑵冷轧
②成品轧制由厚度0.8mm冷轧至0.5mm，成品冷轧变形率37.5％。
⑶热处理
①中间软化退火采用保护气氛连续炉，退火温度1200℃，移动速度1m/min～1.5m/min；
②成品厚度0.5mm带材采用保护气氛连续炉热处理：退火温度970℃，移动速度2.3m/min。
⑷成品检验
②性能检验：抗拉强度(MPa)1312/1311，硬度(HV)405/409，弯曲性能合格。
实施例2
成品规格0.25mm×95mm；
⑵冷轧
②成品轧制由厚度0.4mm冷轧至0.25mm，成品冷轧变形率37.5％。
⑶热处理
①中间软化退火采用保护气氛连续炉，退火温度1200℃，移动速度1m/min～2.2m/min；
②成品厚度0.25mm带材采用保护气氛连续炉热处理：退火温度970℃，移动速度2m/min。
⑷成品检验
②性能检验：抗拉强度(MPa)1342/1355，硬度(HV)415/411，弯曲性能合格。
实施例3
成品规格0.25mm×95mm；
⑵冷轧
②成品轧制由厚度0.4mm冷轧至0.25mm，成品冷轧变形率37.5％。
⑶热处理
①中间软化退火采用保护气氛连续炉，退火温度1200℃，移动速度1m/min～2.2m/min；
②成品厚度0.25mm带材采用保护气氛连续炉热处理：退火温度970℃，移动速度2m/min。
⑷成品检验
②性能检验：抗拉强度(MPa)1267/1304，硬度(HV)422/41弯曲性能合格。
Claims (4)
1.一种硬态GH5605高温合金冷轧带材的热处理方法，其特征在于，
⑴采用真空感应炉冶炼电极坯、电渣炉电渣重熔、电渣锭锻造开坯和四辊可逆式热轧机轧制，经固溶、水磨去除表面氧化皮后得到带坯；
⑵带坯采用四辊可逆式冷轧机轧制，冷轧变形率37.5％～45.7％，之后每次软化退火间的冷轧变形率控制在30％～45％，中间软化退火采用保护气氛连续热处理炉，热处理温度1165℃～1230℃，直至冷轧至成品厚度；
⑶冷轧至成品规格的钢带采用保护气氛连续热处理炉退火，退火温度950℃～980℃。
2.根据权利要求1所述一种硬态GH5605高温合金冷轧带材，其特征在于，
所述冷轧机轧制
①坯料厚度3.5mm，第一次冷轧厚度至1.9mm，变形率45.7％，后续经中间软化退火和冷轧，中间冷轧变形率30％～45％；
②成品轧制由厚度0.8mm冷轧至0.5mm，成品冷轧变形率37.5％；
所述热处理
①中间软化退火采用保护气氛连续炉，退火温度1200℃，移动速度1m/min～1.5m/min；
②成品厚度0.5mm带材采用保护气氛连续炉热处理：退火温度970℃，移动速度2.3m/min。
3.根据权利要求1所述一种硬态GH5605高温合金冷轧带材，其特征在于，
①坯料厚度3.5mm，第一次冷轧厚度至1.9mm，变形率45.7％，后续经中间软化退火和冷轧，中间冷轧变形率30％～45％；
②成品轧制由厚度0.4mm冷轧至0.25mm，成品冷轧变形率37.5％；
①中间软化退火采用保护气氛连续炉，退火温度1200℃，移动速度1m/min～2.2m/min；
②成品厚度0.25mm带材采用保护气氛连续炉热处理：退火温度970℃，移动速度2m/min。
4.根据权利要求1-3任一项所述一种硬态GH5605高温合金冷轧带材在高温合金领域的应用。
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