一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，包括以下步骤：S1、固溶处理：将试样升温至980‑1050℃，保温10‑20min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样升温至800‑830℃，保温5‑7h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以5‑10℃/min的降温速率炉冷至710‑750℃，保温3‑5h，空冷至室温。本发明专利技术提出的一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，针对性的消除了材料中的带状组织，有效改善材料的性能及提高材料的服役寿命。

A Heat Treatment Process for Eliminating Ribbon Microstructure of R26 Superalloy Bolts

The invention discloses a heat treatment process for eliminating ribbon structure of R26 superalloy bolts, which includes the following steps: S1, solution treatment: heating the sample to 980 1050 C, holding for 10 20 min, oil cooling to room temperature; S2, intermediate treatment: heating the sample after solid solution treatment to 800 830 C, holding for 5 7 h; S3, aging treatment: holding the sample after intermediate treatment to 5 10 C/m The cooling rate of in is 710 750 C, holding for 3 5h, and air cooling to room temperature. The invention provides a heat treatment process for eliminating ribbon structure of R26 superalloy bolt, aiming at eliminating ribbon structure in material, effectively improving material performance and improving service life of material.

【技术实现步骤摘要】
一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺
本专利技术涉及合金热处理
，尤其涉及一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺。
技术介绍
近年来，随着节能减排要求的逐步提高，火力发电厂正朝着大容量和高参数方向发展，600MW以上超(超)临界机组因其具有煤耗低、污染排放少等优点，已逐步成为我国电力行业的主流机组。Refractaloy26合金(简称R26合金，又称R26高温合金)，属于Ni-Cr-Co-Fe系沉淀硬化高温合金，熔点为1360℃，由于该合金含有较高含量的Ni、Co、Cr、Mo合金元素，所以在680℃下具有优良的高温性能，尤其是抗应力松弛性能和抗蠕变性能。目前，600MW以上超(超)临界机组主汽门、高调门和导汽管法兰广泛采用R26高温合金制成的螺栓进行连接，但是历次检修过程中经常发现螺栓金相组织中合金相和碳化物均呈带状分布或者沿奥氏体晶界分布(带状组织)，使螺栓固溶强化和弥散强化效果减弱，同时合金相在晶界分布或者呈带状分布，割裂了基体，破坏了材料内部的均匀连续性，容易导致螺栓性能及服役寿命降低，对设备安全运行构成安全隐患。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，针对性的消除了材料中的带状组织，有效改善材料的性能及提高材料的服役寿命。本专利技术提出的一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，包括以下步骤：S1、固溶处理：将试样升温至980-1050℃，保温10-20min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样升温至800-830℃，保温5-7h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以5-10℃/min的降温速率炉冷至710-750℃，保温3-5h，空冷至室温。优选地，S1中，升温速率≤5℃/min。优选地，S1中，将试样以5℃/min的升温速率升温至1030℃，保温15min，然后置于机油中油冷至室温。优选地，S1中，试样为带有带状组织的R26高温合金螺栓。优选地，S1中，选取600MW超临界机组主汽门服役后带有带状组织的R26高温合金螺栓作为试样。优选地，S2中，升温速率≤5℃/min。优选地，S2中，将经固溶处理后的试样以5℃/min的升温速率升温至815℃，保温6h。优选地，S3中，将经中间处理后的试样以10℃/min的降温速率炉冷至730℃，保温4h，空冷至室温。本专利技术中通过优化固溶处理工艺，一方面溶解试样中主要强化相γ'相，减少不合理分布在晶界上的二次碳化物和硼化物，为后续的时效处理中析出细小弥散的强化相打下了基础；另一方面改善试样中强化相分布不均的情况，从而改善试样的力学性能；另外还使试样形成过饱和固溶体，改善由于冷热加工产生的应力，使试样再结晶，从而保证R26高温合金螺栓的高温抗蠕变性能。通过优化中间处理工艺，在晶界处析出弥散分布的碳化物或者其他的相，起到了钉扎的作用，有效提升晶界的强度。再通过优化时效处理工艺，一方面增加强化相的数目，使试样中析出更多弥散细小的γ'相或者γ”相，达到强化试样的目的；另一方面时效处理的温度稍高于R26高温合金螺栓的服役温度，以保证在服役的过程中R26高温合金螺栓中γ'相的尺寸和数目在一个稳定值时，组织保持稳定的状态，有利于R26高温合金螺栓在服役过程中的寿命与性能。本专利技术操作简单，通过优化热处理工艺，针对性的消除了R26高温合金螺栓的带状组织，有效改善材料的性能及提高材料的服役寿命。其中，在保持R26高温合金抗拉强度稍有下降(但仍大大高于标准要求)的情况下，实现其塑性和冲击韧性的较大幅度提升，其屈服强度提高1-4.6％，延伸率(塑性指标)提高7.1-12.7％，冲击功提高23.7-26.1％，有利于提高R26高温合金高温持久强度和高温韧性，延长螺栓的服役寿命。附图说明图1为未做热处理的原试样200倍下的微观组织图；图2为未做热处理的原试样500倍下的微观组织图；图3为本专利技术实施例1中试样经热处理后100倍下的微观组织图；图4为本专利技术实施例1中试样经热处理后500倍下的微观组织图；图5为本专利技术对比例1中试样经热处理后100倍下的微观组织图；图6为本专利技术对比例1中试样经热处理后500倍下的微观组织图；图7为本专利技术对比例2中试样经热处理后100倍下的微观组织图；图8为本专利技术对比例2中试样经热处理后400倍下的微观组织图。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，包括以下步骤：S1、固溶处理：选取600MW超临界机组主汽门服役后带有带状组织的R26高温合金螺栓，从R26高温合金螺栓轴向切取作为试样，将试样放入KSL-1100X箱式电阻炉中加热，升温速率为5℃/min，随炉升温，升温至1030℃，保温15min，然后取出试样置于机油中冷却至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样放入KSL-1100X箱式电阻炉中，升温速率为5℃/min，升温至815℃，保温6h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以10℃/min的降温速率炉冷至730℃，保温4h，然后空冷至室温。实施例2本专利技术提出的一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，包括以下步骤：S1、固溶处理：将试样以1℃/min的升温速率升温至980℃，保温20min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样以4℃/min的升温速率升温至830℃，保温5h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以5℃/min的降温速率炉冷至710℃，保温5h，空冷至室温。实施例3本专利技术提出的一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，包括以下步骤：S1、固溶处理：将带有带状组织的R26高温合金螺栓以4℃/min的升温速率升温至1050℃，保温10min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样以1℃/min的升温速率升温至800℃，保温7h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以8℃/min的降温速率炉冷至750℃，保温3h，空冷至室温。实施例4本专利技术提出的一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，包括以下步骤：S1、固溶处理：选取600MW超临界机组主汽门服役后带有带状组织的R26高温合金螺栓作为试样，以2.5℃/min的升温速率升温至1000℃，保温12min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样以2.5℃/min的升温速率升温至810℃，保温5.5h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以6℃/min的降温速率炉冷至720℃，保温4.5h，空冷至室温。实施例5本专利技术提出的一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，包括以下步骤：S1、固溶处理：选取600MW超临界机组主汽门服役后带有带状组织的R26高温合金螺栓作为试样，以0.5℃/min的升温速率升温至985℃，保温18min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样以0.5℃/min的升温速率升温至805℃，保温5.5h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以9℃/min的降温速率炉冷至715℃，保温3.5h，空冷至室温。对比例1一种R26高温合金螺栓的热处理工艺，包括以下步骤：S1、中间处理：选取600MW超临界机组主汽门服役后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、固溶处理：将试样升温至980‑1050℃，保温10‑20min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样升温至800‑830℃，保温5‑7h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以5‑10℃/min的降温速率炉冷至710‑750℃，保温3‑5h，空冷至室温。

【技术特征摘要】
1.一种消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、固溶处理：将试样升温至980-1050℃，保温10-20min，油冷至室温；S2、中间处理：将经固溶处理后的试样升温至800-830℃，保温5-7h；S3、时效处理：将经中间处理后的试样以5-10℃/min的降温速率炉冷至710-750℃，保温3-5h，空冷至室温。2.根据权利要求1所述消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，其特征在于，S1中，升温速率≤5℃/min。3.根据权利要求1或2所述消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理工艺，其特征在于，S1中，将试样以5℃/min的升温速率升温至1030℃，保温15min，然后置于机油中油冷至室温。4.根据权利要求1-3中任一项所述消除R26高温合金螺栓带状组织的热处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跃，赵强，刘俊建，杜晓东，陈顺，王齐宏，罗畅，王家庆，翟亚民，
申请(专利权)人：大唐锅炉压力容器检验中心有限公司，中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院，合肥工业大学，江苏徐塘发电有限责任公司，广东大唐国际潮州发电有限责任公司，马鞍山当涂发电有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34