一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法。它将镍基高温合金棒料依次进行固溶热处理和时效热处理；固溶热处理为：炉温升温至950～1000℃时，镍基高温合金棒料进炉，并950～1000℃保温时间115～125分钟；随后镍基高温合金棒料出炉冷却；时效热处理为：0Cr15Ni70Ti3AlNb（GH4145）合金棒料室温进炉，随炉升温，升温速度控制在5～6℃/min，将炉温升温至690～705℃，并在690～705℃保温时间155～165分钟；镍基高温合金棒料出炉冷却。本发明专利技术中的热处理方法提高了材料的冲击韧性，拉伸性能良好，合金材料晶粒度满足≥4.0级要求，也满足晶间腐蚀要求。也满足晶间腐蚀要求。

【技术实现步骤摘要】
一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法


[0001]本专利技术涉及镍基高温合金材料领域，具体涉及一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法。

技术介绍

[0002]Cr15Ni70Ti3AlNb(GH4145)是一种通过Al、Ti时效形成γ"[Ni3(Al、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍基难变形高温合金合金，在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800℃以下具有较高的强度，540℃以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的焊接性能。该合金主要应用于航空航天和海装舰船上，在800℃以下工作并要求强度较高的耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧，还可用于制造气轮机涡轮叶片等零件。由于该合金应用于航空航天和海装舰船上使用，其服役环境有抗腐蚀的要求，因此需要做晶间腐蚀检验；并且将该合金制作弹簧产品，要承受反复的交变冲击载荷，晶粒度细化均匀，对可提高材料的综合机械性能，因此需要有晶粒度和冲击功的要求。
[0003]目前该合金在国内生产，其常规热处理工艺有以下两种：
[0004]1、1100℃
±
10℃
×
1小时水淬+825℃
×
4小时炉冷+705℃
×
4小时炉冷。
[0005]2、1030℃
±
10℃，0.5～3小时，水淬+690℃
±
10℃，12～16小时，空冷。
[0006]通过上述热处理后棒材、锻件等的力学性能要求满足下表1要求。
[0007]表1材料的力学性能
[0008][0009]注：若无法取横向试样，才允许取纵向试样。
[0010]但是，按照上述两种常规热处理工艺，几乎不能满足U型冲击功A
KU
≥90J的要求，同时，当固溶温度超过1080℃后，其晶粒度无法满足≥4级的要求。采用上述热处理工艺，U型冲击功A
KU
实际水平在60～70J。
[0011]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
[0012]1、现有技术中的Cr15Ni70Ti3AlNb材料的U型冲击功不能满足A
KU
≥90J的要求；
[0013]2、现有技术中的Cr15Ni70Ti3AlNb材料，固溶热处理+时效热处理以后，材料的晶间腐蚀性能不能满足GB/T15260第三篇中经H2SO4+C
U
SO4溶液腐蚀后，弯曲试样应无晶间腐蚀倾向的要求。
[0014]3、现有技术中的Cr15Ni70Ti3AlNb材料，当固溶温度超过1080℃，其晶粒度无法满足≥4级的要求。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的在于提供一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，以解决现有技术中的Cr15Ni70Ti3AlNb材料不能满足冲击功、弯曲试样无晶间腐蚀倾向以及晶粒度要求的技术问题。
[0016]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0017]本专利技术提供的一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，将镍基高温合金棒料依次进行固溶热处理和时效热处理；其中，
[0018]所述固溶热处理为：炉温升温至950～1000℃时，镍基高温合金棒料进炉，并在950～1000℃保温115～125分钟；随后镍基高温合金棒料出炉冷却；
[0019]所述时效热处理为：镍基高温合金棒料室温进炉，随炉升温，升温速度控制在5～6℃/min，将炉温升温至690～705℃，并在690～705℃保温155～165分钟；镍基高温合金棒料出炉冷却。
[0020]进一步的，在固溶热处理中，炉温升温至960～990℃时，镍基高温合金棒料进炉，并960℃～990℃保温118～122分钟；随后镍基高温合金棒料出炉冷却。
[0021]进一步的，在固溶热处理中，炉温升温至970～980℃时，镍基高温合金棒料进炉，并975℃保温120分钟；随后镍基高温合金棒料出炉冷却。
[0022]4.根据权利要求1所述的提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，其特征在于，在固溶热处理中，镍基高温合金棒料出炉后采用水淬快速冷却。
[0023]进一步的，在时效热处理中，镍基高温合金棒料室温进炉，随炉升温，升温速度控制在5.2～5.8℃/min，将炉温升温至692℃～702℃，并在692℃～702℃保温158～162分钟；镍基高温合金棒料出炉。
[0024]进一步的，在时效热处理为中，镍基高温合金棒料室温进炉，随炉升温，升温速度控制在5.5℃/min，将炉温升温至695℃～700℃，并在695℃～700℃保温160分钟；镍基高温合金棒料出炉。
[0025]进一步的，在时效热处理中，镍基高温合金棒料出炉后采用空冷。
[0026]进一步的，所述镍基高温合金为0Cr15Ni70Ti3AlNb合金。
[0027]进一步的，所述镍基高温合金棒料的直径为30mm。
[0028]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：
[0029]本专利技术提供的提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，可生产出满足AKU≥90J的高抗冲击要求的难变形0Cr15Ni70Ti3AlNb(GH4145)镍基合金材料；合金材料的20℃室温拉伸性能和350℃高温拉伸性能完全满足用户技术要求；合金材料晶粒度完全满足≥4.0级要求；合金材料按GB/T15260标准B法(铜
‑
硫酸铜
‑
16％硫酸试验)和GB/T4334标准表6进行的晶间腐蚀试验结果完全满足弯曲180度无晶腐裂纹的要求。
具体实施方式
[0030]一、实施例：
[0031]下述实施例1
‑
实施例10中，镍基高温合金棒料均为0Cr15Ni70Ti3AlNb(GH4145)合金棒料。
[0032]实施例1：
[0033]一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，将直径为30mm的镍基高温合金棒料依次进行固溶热处理和时效热处理；其中，
[0034]所述固溶热处理为：炉温升温至950～955℃时，镍基高温合金棒料进炉，并在温度为950～955℃保温125分钟；随后镍基高温合金棒料立即出炉，2分钟内水淬快速冷却；
[0035]所述时效热处理为：镍基高温合金棒料室温进炉，随炉升温，升温速度控制在5℃/min，将炉温升温至695～700℃，并在温度为695～700℃保温160分钟；镍基高温合金棒料出炉空冷。
[0036]实施例2：
[0037]一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，将直径为30mm的镍基高温合金棒料依次进行固溶热处理和时效热处理；其中，
[0038]所述固溶热处理为：炉温升温至955～960℃时，镍基高温合金棒料进炉，并在温度为955～960℃保温122分钟；随后镍基高温合金棒料立即出炉，2分钟内水淬快速冷却；
[0039]所述时效热处理为：镍基高温合金棒料室温进炉，随炉升温，升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，其特征在于，将镍基高温合金棒料依次进行固溶热处理和时效热处理；其中，所述固溶热处理为：炉温升温至950～1000℃时，镍基高温合金棒料进炉，并在950～1000℃保温115～125分钟；随后镍基高温合金棒料出炉冷却；所述时效热处理为：镍基高温合金棒料室温进炉，随炉升温，升温速度控制在5～6℃/min，将炉温升温至690～705℃，并在690～705℃保温155～165分钟；镍基高温合金棒料出炉冷却。2.根据权利要求1所述的提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，其特征在于，在固溶热处理中，炉温升温至960～990℃时，镍基高温合金棒料进炉，并960℃～990℃保温118～122分钟；随后镍基高温合金棒料出炉冷却。3.根据权利要求1所述的提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，其特征在于，在固溶热处理中，炉温升温至970～980℃时，镍基高温合金棒料进炉，并975℃保温120分钟；随后镍基高温合金棒料出炉冷却。4.根据权利要求1所述的提高镍基高温合金材料冲击韧性的热处理方法，其特征在于，在固溶热处理中，镍基高温合金棒料出炉后采用水淬快速冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹康波，
申请(专利权)人：四川英拓金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：