一种镍铬钴合金的热机械处理方法技术

本发明专利技术涉及一种镍铬钴合金的热机械处理方法，属于镍基高温合金技术领域。其步骤包括：

【技术实现步骤摘要】
一种镍铬钴合金的热机械处理方法


[0001]本专利技术属于镍基高温合金
，涉及一种镍铬钴合金的热机械处理方法。

技术介绍

[0002]镍基高温合金具有优良的使用性能而广泛应用于航科发动机的关键部件，如燃烧室、涡轮盘和叶片等。近年来，随着我国航空事业的不断发展，对航空用材料的高温性能要求日益提高，要求材料在高温下具备一定的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度和相应的韧性，这些高温理化性能与材料的组成相、析出物息息相关，而变形和热处理工艺决定着材料的组成相与析出物。
[0003]镍基高温合金常规的加工方法是铸坯经均质化后，轧制（锻造），经固溶、时效（视成分而定）而达到使用标准，这一流程较长，成本也很高。实际上，均质化、轧制（锻造）等工序都是在高温下完成，因此可以设计热机械处理方法，通过巧妙控制形变时形成的位错亚结构来完成强化过程。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种镍铬钴合金的热机械处理方法，以提高材料的强度和疲劳寿命。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种镍铬钴合金的热机械处理方法，包括热加工、再结晶、热变形和固溶时效处理工序；（1）热加工工序：将铸坯加热到1120
±
10℃保温后进行热加工变形，总变形量10～15%；（2）再结晶工序：经热加工变形后的坯料趁热装炉，随炉升温至1160
±
10℃，保温20～50h，得到ASTM3～5级晶粒的坯料；（3）热变形工序：将坯料在1110
±
20℃进行热变形，总变形量70～90%，之后空冷至室温；（4）固溶时效处理工序：将坯料加热至1110
±
10℃保温8～9h，快冷至860
±
10℃保温15～16h，最后空冷至室温。
[0006]所述热加工工序，铸坯先加热至760
±
10℃保温2～4h，再以1～2℃/min加热至1120
±
10℃，保温[(3～5)
×
坯料直径或厚度(mm)]min。
[0007]所述固溶时效处理工序，坯料先加热至760
±
10℃保温1～2h，再以5℃/min加热至1110
±
10℃。
[0008]所述固溶时效处理工序，坯料从1110
±
10℃快冷至860
±
10℃的时间为0.5～1h。
[0009]所述镍铬钴合金的化学成分及质量百分含量为：C:0.05～0.10%、Mn≤0.25%、Si≤0.25%、S≤0.006%、P≤0.010%、Cr:18～20%、Co:17～19%、Mo:3.7～4.2%、Al:2.5～3.5%、Ti:2.5～3.5%，余量为Ni和不可避免的杂质。
[0010]所述方法得到的镍铬钴合金满足常温条件下，抗拉强度σ
b
：1146～1486MPa，屈服
强度σ
0.2
：786～1045MPa，冲击韧性186～245a
K
/kJ/m2；600℃高温条件下，抗拉强度σ
b
：1053～1380MPa，屈服强度σ
0.2
：737～963MPa；750℃，375MPa条件下，蠕变时间300h下的蠕变性能0.8～1.4%。
[0011]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术能使镍铬钴高温合金基体具有良好的组织形貌，合金在上述工艺下变形，会发生均匀分散的滑移，最终形成了多边体位错亚结构，使得合金室温和高温性能有了较大的提升。
具体实施方式
[0012]实施例1本实施例Φ350
×
1200mm镍铬钴合金电渣锭的化学成分及质量百分含量见表7，其热机械处理步骤如下：1）热加工：铸坯入炉后，3h升温至760℃，保温3h后，再经4h升温至1130℃，保温1400min；出炉锻造，终锻温度1110℃，锻打4火后，锻成规格290
×
290mm方坯，总变形量10%；2）再结晶：趁热将290
×
290mm方坯入炉，升温至1160℃，保温32h，得到ASTM4级晶粒；3）热变形：290
×
290mm方坯出炉，在1090～1130℃范围内锻造，经过14火锻造，锻成规格Φ100
×
1500mm多支圆棒，总变形量70%，空冷至室温；4）固溶时效处理：圆棒料装炉，2h加热至760℃，保温1.5h，再加热至1110℃保温8h，45min以内降温至860℃，保温15.5h，最后空冷。
[0013]经上述工序处理后，对圆棒进行性能检测，结果如下表：表1
‑
1：实施例1试样拉伸及冲击性能表1
‑
2：实施例1试样持久性能
表1
‑
3：实施例1试样蠕变性能表1
‑
4：实施例1试样疲劳性能实施例2本实施例Φ220
×
1500mm镍铬钴合金电渣锭的化学成分及质量百分含量见表7，其热机械处理步骤如下：1）热加工：铸坯入炉后，3h升温至770℃，保温2h后，再经3h升温至1130℃，保温660min；出炉锻造，终锻温度1110℃，锻打4火后，锻成规格180
×
180mm方坯，总变形量15%；2）再结晶：趁热将180
×
180mm方坯入炉，升温至1170℃，保温20h，得到ASTM5级晶粒；3）热变形：180
×
180mm方坯出炉，在1090～1130℃范围内锻造，经过12火锻造，锻成规格Φ90
×
1500mm多支圆棒，总变形量90%，空冷至室温；4）固溶时效处理：圆坯料装炉，2h加热至770℃，保温1h，再加热至1100℃保温8.5h，30min以内降温至850℃，保温15h，最后空冷。
[0014]经上述工序处理后，对圆棒进行性能检测，结果如下表：
表2
‑
1：实施例2试样拉伸及冲击性能表2
‑
2：实施例2试样持久性能表2
‑
3：实施例2试样蠕变性能表2
‑
4：实施例2试样疲劳性能实施例3本实施例Φ450
×
1000mm镍铬钴合金电渣锭的化学成分及质量百分含量见表7，其热机械处理步骤如下：1）热加工：铸坯入炉后，5h升温至750℃，保温4h后，再经5h升温至1130℃，保温2250min；出炉锻造，终锻温度1110℃，锻打6火后，锻成规格380
×
380mm方坯，总变形量15%；
2）再结晶：趁热将380
×
380mm方坯入炉，升温至1170℃，保温50h，得到ASTM3级晶粒；3）热变形：380
×
380mm方坯出炉，在1090～1130℃范围内锻造，经过22火锻造，锻成规格210
×
210mm坯料，总变形量80%，空冷至室温；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍铬钴合金的热机械处理方法，其特征在于：包括热加工、再结晶、热变形和固溶时效处理工序；（1）热加工工序：将铸坯加热到1120
±
10℃保温后进行热加工变形，总变形量10～15%；（2）再结晶工序：经热加工变形后的坯料趁热装炉，随炉升温至1160
±
10℃，保温20～50h，得到ASTM3～5级晶粒的坯料；（3）热变形工序：将坯料在1110
±
20℃进行热变形，总变形量70～90%，之后空冷至室温；（4）固溶时效处理工序：将坯料加热至1110
±
10℃保温8～9h，快冷至860
±
10℃保温15～16h，最后空冷至室温。2.根据权利要求1所述的镍铬钴合金的热机械处理方法，其特征在于：所述热加工工序，铸坯先加热至760
±
10℃保温2～4h，再以1～2℃/min加热至1120
±
10℃，保温[(3～5)
×
坯料直径或厚度(mm)]min。3.根据权利要求2所述的镍铬钴合金的热机械处理方法，其特征在于：所述固溶时效处理工序，坯料先加热至760
±
10℃保温1～2h，再以5℃/min加热至1110
±<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福利，王傲，赵培义，王博祥，刘海峰，田兴，孟万忠，田绍鹏，石永芳，李生建，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：