实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法技术

本发明专利技术提供一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，包括步骤：采用控制冷却速度的热处理的方法在镍基高温合金锻件的组织中引入锯齿晶界；所述控制冷却速度的热处理的方法包括步骤：S1：将所述镍基高温合金锻件在1050～1200℃保温0.5～4h；S2：将保温处理后的所述镍基高温合金锻件以预设冷却速度冷却至650～800℃，并保温1～8h，所述预设冷却速度为1～20℃/min；S3：将所述镍基高温合金锻件取出水冷至室温；本发明专利技术的一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，可实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化。温合金锻件晶界锯齿化。温合金锻件晶界锯齿化。

Heat treatment method for realizing grain boundary serration of Nickel Base Superalloy Forgings

The invention provides a heat treatment method for realizing sawtooth grain boundary of Nickel Base Superalloy Forgings, which comprises the following steps: introducing sawtooth grain boundary into the structure of Nickel Base Superalloy Forgings by using the heat treatment method of controlling the cooling rate; The heat treatment method for controlling the cooling rate includes the following steps: S1: holding the nickel base superalloy forging at 1050 ~ 1200 \u2103 for 0.5 ~ 4H; S2: the nickel base Superalloy Forgings after heat preservation treatment are cooled to 650 ~ 800 \u2103 at a preset cooling rate and kept warm for 1 ~ 8h. The preset cooling rate is 1 ~ 20 \u2103 /min; S3: take out the nickel base Superalloy Forgings and water them to room temperature; The invention relates to a heat treatment method for realizing grain boundary sawtooth of Nickel Base Superalloy Forgings, which can realize grain boundary sawtooth of Nickel Base Superalloy Forgings. Grain boundary serration of warm alloy forgings. Grain boundary serration of warm alloy forgings< br/>

【技术实现步骤摘要】
实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法


[0001]本专利技术涉及镍基高温合金锻件热处理领域，尤其涉及一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法。

技术介绍

[0002]当前世界范围内，火电仍然是主要的电力资源，为提高热效率，火电正逐渐由亚临界到超临界，再向超超临界的方向发展，蒸汽压力达30MPa～35MPa，蒸汽温度达593℃～600℃或更高的参数。在高温、高压、高湿度和酸性环境中，除了要求阀体、管件具有高强度和耐高温性能外，还要求阀体有优秀的抗高温晶界腐蚀以及抗应力腐蚀能力。Inconel 617合金具有较好的高温强度、塑性以及抗氧化性能、抗腐蚀性能，故其常作为超超临界机组过热器和再热器
[0003]然而，在高温服役过程中，由于晶界是一种典型的面缺陷，因而会产生诸如：晶间腐蚀、应力腐蚀、高温蠕变和持久断裂、疲劳失效等诸多失效行为，这将对生产安全带来严重的危害。因而，如何通过调控晶界来改善合金性能，一直受到国内外研究人员的重视。
[0004]锯齿晶界是一类特殊晶界，其通过改变晶界结构—将平直晶界转变为锯齿晶界改善晶界性能。需要指出的是，目前有关锯齿晶界的形成机理尚不明确，不同合金体系中形成机理各不相同。但是，可以明确的是，相较于平直随机晶界，锯齿晶界的晶界能低，且可有效改善元素在晶界的偏聚，以及碳化物在晶界的析出形貌，从而抑制晶界腐蚀、沿晶裂纹萌生和扩展，提高合金的蠕变疲劳以及焊接等性能。
[0005]因而，如何从晶界角度出发，在不改变合金成分，不影响材料力学性能的前提下，通过简单的热处理方式，将锻件中的平直晶界转变为锯齿状晶界提高材料服役性能就显得尤为重要。本专利通过适当的热处理工艺在镍基高温合金锻件中实现晶界锯齿化，从而达到晶界调控的目的，对进一步提升合金持久、蠕变、疲劳和焊接等性能有着重要的意义。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，可实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，包括步骤：采用控制冷却速度的热处理的方法在镍基高温合金锻件的组织中引入锯齿晶界；所述控制冷却速度的热处理的方法包括步骤：
[0008]S1：将所述镍基高温合金锻件在1050～1200℃保温0.5～4h；
[0009]S2：将保温处理后的所述镍基高温合金锻件以预设冷却速度冷却至650～800℃，并保温1～8h，所述预设冷却速度为1～20℃/min；
[0010]S3：将所述镍基高温合金锻件取出水冷至室温；
[0011]所述镍基高温合金锻件的组分为：按重量百分比计，Cr：20.0～24.0％，Co：10.0～15.0％，Mo：8.0～10.0％，Fe：≤3.0％，Mn：≤1.0％，Si：≤1.0％，Al：0.8～1.5％，Ti：≤
0.6％，C：0.05～0.15％，余量为Ni。
[0012]优选地，所述镍基高温合金锻件的牌号为Inconel 617。
[0013]优选地，所述控制冷却速度的热处理的方法采用可控制冷却速度的热处理炉进行。
[0014]优选地，所述控制冷却速度的热处理的方法促使所述镍基高温合金锻件中的Mo、Cr和C在控冷过程中发生晶界偏聚，并在所述晶界形成平板状M6C和M
23
C6，对所述晶界迁移产生拖曳作用，在晶粒间形成锯齿晶界。
[0015]优选地，在所述镍基高温合金锻件中所述锯齿晶界的平均振幅大于1μm。
[0016]优选地，所述镍基高温合金锻件的室温力学性能参照GB/T 228.1《金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》进行。
[0017]本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
[0018]1、本专利技术在不改变合金成分的前提下，仅通过简单的控冷热处理方法，即可在镍基高温合金锻件中将部分平直晶界转变为锯齿晶界，具有工艺简单，易于实现的优点。
[0019]2、采用本专利技术方法处理的镍基高温合金锻件，合金中的锯齿晶界平均振幅在1μm以上，通过引入锯齿晶界，提高晶界强度，优化晶界特征分布。
[0020]3、采用本专利技术方法处理的镍基高温合金锻件，在引入锯齿晶界的同时，获得不低于常规处理合金的力学性能，屈服强度在300MPa以上，抗拉强度在680MPa以上，延伸率在50％以上。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例的实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法的流程图。
具体实施方式
[0022]下面根据附图图1，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本专利技术的功能、特点。
[0023]请参阅图1，本专利技术实施例的一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，包括步骤：采用控制冷却速度的热处理的方法在镍基高温合金锻件的组织中引入锯齿晶界；控制冷却速度的热处理的方法包括步骤：
[0024]S1：将镍基高温合金锻件在1050～1200℃保温0.5～4h；
[0025]S2：将保温处理后的镍基高温合金锻件以预设冷却速度冷却至650～800℃，并保温1～8h，预设冷却速度为1～20℃/min；
[0026]S3：将镍基高温合金锻件取出水冷至室温；
[0027]镍基高温合金锻件的组分为：按重量百分比计，Cr：20.0～24.0％，Co：10.0～15.0％，Mo：8.0～10.0％，Fe：≤3.0％，Mn：≤1.0％，Si：≤1.0％，Al：0.8～1.5％，Ti：≤0.6％，C：0.05～0.15％，余量为Ni。
[0028]镍基高温合金锻件的牌号为Inconel 617。
[0029]控制冷却速度的热处理的方法采用可控制冷却速度的热处理炉进行。
[0030]控制冷却速度的热处理的方法促使镍基高温合金锻件中的Mo、Cr和C在控冷过程
中发生晶界偏聚，并在晶界形成平板状M6C和M
23
C6，对晶界迁移产生拖曳作用，在晶粒间形成锯齿晶界。
[0031]在镍基高温合金锻件中锯齿晶界的平均振幅大于1μm。
[0032]镍基高温合金锻件的室温力学性能参照GB/T 228.1《金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》进行。
[0033]实施例1：
[0034]本实施例中，对锻造成型后的Inconel 617镍基高温合金锻件进行控制冷却速度的热处理(简称：控冷热处理)，将部分平直随机晶界转变为锯齿晶界，锯齿晶界平均振幅为1μm，具体实施过程为：
[0035]1、将锻造成型后的Inconel 617镍基高温合金锻件置于热处理炉中，并在1050～1200℃(本实施例为1200℃)，保温0.5～4h(本实施例为1h)；
[0036]2、将步骤1保温处理后的Inconel 617镍基高温合金锻件置于热处理炉中，以一定的冷却速度冷却至650～800℃(本实施例为750℃)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，包括步骤：采用控制冷却速度的热处理的方法在镍基高温合金锻件的组织中引入锯齿晶界；所述控制冷却速度的热处理的方法包括步骤：S1：将所述镍基高温合金锻件在1050～1200℃保温0.5～4h；S2：将保温处理后的所述镍基高温合金锻件以预设冷却速度冷却至650～800℃，并保温1～8h，所述预设冷却速度为1～20℃/min；S3：将所述镍基高温合金锻件取出水冷至室温；所述镍基高温合金锻件的组分为：按重量百分比计，Cr：20.0～24.0％，Co：10.0～15.0％，Mo：8.0～10.0％，Fe：≤3.0％，Mn：≤1.0％，Si：≤1.0％，Al：0.8～1.5％，Ti：≤0.6％，C：0.05～0.15％，余量为Ni。2.根据权利要求1所述的实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，其特征在于，所述镍基高温合金锻件的牌号为Inco...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡红磊，李志松，徐潇，桂夷斐，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：