一种提高GH4698锻件性能的热处理方法技术

本发明专利技术公开一种提高GH4698锻件性能的热处理方法，包括对锻件进行标准的三段热处理，然后根据标准热处理后的锻件屈服强度及高温持久性能数据，重复执行步骤1中的第二次固溶处理+时效处理制度1～2次。本发明专利技术的方法通过遵循GH4698材料在加热时的组织变化特点，合理制定热处理补充制度，重复执行步骤1中的第二次固溶处理+时效处理制度，调整析出相(γ＇及碳化物)的析出数量及分布形态，从而达到提高屈服强度及高温持久性能、稳定及改善塑性性能的目的。

A heat treatment method for improving the performance of GH4698 forgings

The invention discloses a heat treatment method for improving the performance of GH4698 forgings, including three sections of standard heat treatment for forgings, and then according to the yield strength and high temperature durable performance data of the forgings after the standard heat treatment, and repeats the 1~2 times of the second solution treatment + aging treatment system in step 1. By following the characteristics of the tissue change of the GH4698 material during heating, the method of invention rationally formulates the supplementary heat treatment system, repeats the second solid solution treatment + aging treatment system in step 1, and adjusts the precipitation number and distribution form of the precipitated phase (gamma and carbide) so as to improve the yield strength and the high temperature persistence. Energy, stability and improvement of plastic properties.

【技术实现步骤摘要】
一种提高GH4698锻件性能的热处理方法
本专利技术属于高温合金的热加工
，涉及一种提高GH4698锻件性能的热处理方法。
技术介绍
GH4698是以铝、钛、钼、铌等元素强化的镍基高温合金，是在GH4033合金基础上补充合金化发展而成的，在500～800℃范围内具有高的持久性能和良好的综合性能。该合金广泛用于制造航空发动机的涡轮盘、压气机盘、导流片、承力环等重要承力零件。工作温度可达750～800℃。航空发动机用GH4698产品所有加热工序的制定应遵循GH4698材料在加热时的组织变化特点，热处理加热工序同锻造加热工序同样重要：锻造工序决定组织基体的状态，而热处理工序不仅能调整组织基体的状态，还能决定析出相的基本状态。GH4698锻件的热处理制度一般为标准(三段)热处理：第一次固溶+第二次固溶+第一次时效处理；为提高锻件使用性能，允许补充第二次时效制度，称其为四段热处理制度。第一次固溶处理的作用：在较高固溶温度下(约1100℃)，使锻造变形组织等轴化，消除变形应力，提高原子扩散能力，均匀化组织成分，为第二次固溶打好组织基础。第二次固溶处理的作用：主要析出大尺寸的γ＇强化相(主要弥散于奥氏体基体内部和晶界)，1000℃为析出峰。时效处理的作用(700～775℃)：补充析出少量(5％～6％)的γ＇相，在晶界及晶内析出碳化物及硼化物等强化相。标准热处理后，根据锻件尺寸及锻造工艺的不同，析出相的数量及形态也会出现差异，导致锻件性能略有波动；某些高标准验收情况下，现有的热处理工艺很难达到预期的性能数值，单纯的补充时效处理，仅会增加晶界碳化物等的大量析出，而提高时效温度又会加剧碳化物等的偏聚现象，最终抗拉强度、屈服强度及高温持久性能略有提升，但塑性性能大幅度下降，锻件硬度也随之提升。因此，盲目的补充时效往往只会适得其反。GH4698材料的主要强化相是各种大小尺寸(约30nm～210nm)的球形γ＇相，约占合金总重量的21％，而碳化物仅占合金总重量的0.3％。由此可见，进一步提高GH4698锻件使用性能的方法有两种，一是补充时效，但存在不少弊端(塑性问题及硬度问题)；二是补充第二次固溶+时效处理，其组织的变化主要体现在：碳化物的溶解及重新析出(析出数量略有增减)、γ＇的补充析出，析出数量有增无减。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述情况，本专利技术的目的是提供一种提高GH4698锻件性能的热处理方法，以解决GH4698锻件屈服强度较低、高温持久不合格及塑性与强度匹配不当的问题。本专利技术的上述目的是利用以下技术方案实现的：一种提高GH4698锻件性能的热处理方法，包括以下步骤：步骤1、对锻件进行标准的三段热处理：首先进行第一次固溶处理，将锻件加热至800℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后以50～70℃/min的加热速度升温至990～1000℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后升温至1100℃、保温8小时后空冷；然后对锻件进行第二次固溶处理，将锻件加热至700～800℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后以50～70℃/min的加热速度升温至990～1000℃、保温4小时后空冷；最后对锻件进行时效处理，将锻件直接送入775℃±5℃的电炉中保温16小时后空冷。步骤2、根据锻件屈服强度及高温持久性能数据，重复执行步骤1中的第二次固溶处理+时效处理制度。进一步地，其中步骤2中的第二次固溶处理+时效处理制度的重复执行次数为1～2次。本专利技术的方法通过遵循GH4698材料在加热时的组织变化特点，合理制定热处理补充制度，重复执行步骤1中的第二次固溶处理+时效处理制度，调整析出相(γ＇及碳化物)的析出数量及分布形态，从而达到提高屈服强度及高温持久性能、稳定及改善塑性性能的目的。具体实施方式为了更清楚地理解本专利技术的目的、技术方案及优点，下面以一种航空用GH4698合金涡轮盘锻件的生产为例，对本专利技术进行进一步详细说明。在该航空用涡轮盘锻件的生产过程中，热处理方法包括以下步骤：步骤1、对锻件进行标准热处理(三段热处理)：首先进行第一次固溶处理，将锻件加热至800℃、保温系数为0.8mim/mm，之后以50～70℃/min的加热速度升温至1000℃、保温系数为0.8mim/mm，之后升温至1100℃、保温8小时后空冷；然后对锻件进行第二次固溶处理，将锻件加热至800℃、保温系数为0.8mim/mm，之后以50～70℃/min的加热速度升温至1000℃、保温4小时后空冷；最后对锻件进行时效处理，将锻件直接送入775℃的电炉中保温16小时后空冷。步骤2、根据标准热处理后的锻件屈服强度及高温持久性能数据，重复执行第二次固溶处理+第一次时效处理制度2次。随后进行理化检测，验证其屈服强度及高温持久性能的改善幅度。当然，重复执行次数不限于2次，可以根据检测得到的锻件屈服强度及高温持久性能数据，重复执行更多或更少的次数，不过一般不超过2次。一般情况下，重复执行1次第二次固溶处理+第一次时效处理制度其屈服强度可提升20～40MPa，其抗拉强度及锻件硬度基本无增减，高温持久性能及塑性性能大有改善，同时还会相应的提高冲击性能。综上所述，利用本专利技术的方法生产的GH4698锻件，其屈服强度、高温持久及塑性性能会达到最佳匹配效果，可满足需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高GH4698锻件性能的热处理方法，包括以下步骤：步骤1、对锻件进行标准的三段热处理：首先进行第一次固溶处理，将锻件加热至800℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后以50～70℃/min的加热速度升温至990～1000℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后升温至1100℃、保温8小时后空冷；然后对锻件进行第二次固溶处理，将锻件加热至700～800℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后以50～70℃/min的加热速度升温至990～1000℃、保温4小时后空冷；最后对锻件进行时效处理，将锻件直接送入775℃±5℃的电炉中保温16小时后空冷，步骤2、根据锻件屈服强度及高温持久性能数据，重复执行步骤1中的第二次固溶处理+时效处理制度。

【技术特征摘要】
1.一种提高GH4698锻件性能的热处理方法，包括以下步骤：步骤1、对锻件进行标准的三段热处理：首先进行第一次固溶处理，将锻件加热至800℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后以50～70℃/min的加热速度升温至990～1000℃、保温系数为0.6～0.8min/mm，之后升温至1100℃、保温8小时后空冷；然后对锻件进行第二次固溶处理，将锻件加热至700～800℃、保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国强，唐军，蔡丽娜，王波伟，王彦伟，
申请(专利权)人：陕西宏远航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61