一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法技术

本发明专利技术涉及超细晶镍基高温合金微细管制备技术领域，尤其涉及一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，针对当前现有的超细晶镍基高温合金微细管制备技术存在采用传统拉拔成形工艺所获得微细管晶粒尺寸粗大、表面质量较低，容易产生断裂失效，导致成品率低的问题，现提出如下方案，其中包括以下步骤：S1：原料选取，本发明专利技术的目的是通过利用拉拔的多道次变形特征，利用热处理工艺在组织中引入δ相，并改变δ相的形状、取向与分布等特征，在时效、拉拔变形与退火多重作用下实现高温合金微细管晶粒的细化获得高质量微细管表面，同时利用拉拔多道次的特征，在拉拔不同道次位置设计时效析出δ相，从而实时控制δ相的各类特征，影响再结晶，提高成品率。提高成品率。提高成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法


[0001]本专利技术涉及超细晶镍基高温合金微细管制备
，尤其涉及一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法。

技术介绍

[0002]镍基合金是一种以γ"相(Ni3Nb)为主要强化相，γ'相(Ni3AlTi)为辅助强化相的镍基高温合金，具有抗热疲劳、抗氧化、抗辐射等优点，并且镍基高温合金材料的屈服强度、抗拉强度、持久强度在一个较宽的温度范围内(
‑
253℃
‑
650℃)都表现良好，被广泛应用于制造高品质的航空发动机零部件。
[0003]镍基高温合金微细管是新一代高超声速航空发动机换热系统的关键部件，其成形工艺直接决定了核心换热单元的结构强度以及换热性能,是体现换热器整体制造水平的一个重要方面。但因其结构尺寸微小(外径细、壁厚薄)，采用传统拉拔成形工艺所获得微细管表面质量较低，容易产生断裂失效等问题，使成品件“十不存一”，这主要是拉拔道次中间退火时静态再结晶发生，退火温度较高易导致出现的再结晶晶粒过度长大以及出现混晶组织。因此，急需专利技术一种综合利用拉拔道次变形量与退火工艺获得细化的镍基合金微细管晶粒组织的新方法。
[0004]目前在已公开的细化镍基合金晶粒组织的方法中，大多数是通过高温变形过程中动态再结晶或者冷变形后退火再结晶的方式。这种工艺得到的组织均匀性差，并且未考虑材料中第二相对组织的影响以及不适宜多道次变形。因此，必要提出一种利用拉拔多道次变形特征以及考虑第二相作用的加工工艺细化高温合金微细管的晶粒组织。
[0005]但是目前现有的超细晶镍基高温合金微细管制备技术存在采用传统拉拔成形工艺所获得微细管晶粒尺寸粗大、表面质量较低，容易产生断裂失效，导致成品率低的问题，因此，我们提出一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法用于解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决目前现有的超细晶镍基高温合金微细管制备技术存在采用传统拉拔成形工艺所获得微细管晶粒尺寸粗大、表面质量较低，容易产生断裂失效，导致成品率低等问题，而提出的一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，以提高成品率。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1：原料选取：由专业人员进行原料选取；
[0010]S2：获取拉拔方式：由专业人员获取原料选取的拉拔方式；
[0011]S3：进行制备：由专业人员进行超细晶镍基高温合金微细管制备；
[0012]优选的，所述S1中，由专业人员进行原料选取，其中进行原料选取时采用镍基高温合金管坯，且选取要求为镍基高温合金管坯直径为φ6
‑
φ10mm，壁厚为0.5
‑
1mm；
[0013]优选的，所述S2中，由专业人员获取原料选取的拉拔方式，其中所述原料选取的拉
拔方式为先带芯拉拔到目标壁厚，再空拉至目标直径；
[0014]优选的，所述S3中，由专业人员进行超细晶镍基高温合金微细管制备，其中所述制备过程包括第一种方式、第二种方式、第三种方式、第四种方式和第五种方式，且进行制备时所述制备过程由专业人员进行选择，所述第一种方式为首先进行3
‑
5道次的带芯拉拔，道次变形量在10
‑
25％之间，道次间退火温度在850℃
‑
1050℃之间，退火时间为10
‑
30min，所述过程完成后进行850℃
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950℃时效处理，析出δ相，其中时效时间为1
‑
10h，且所述时效处理是通过前面拉拔道次变形引入变形能，并使晶粒沿拉拔方向被拉长，再时效时通过控制时间与温度使δ相在应力集中大的地方优先析出，其中析出位置为在晶界出析出或者在晶粒内部析出，或者控制析出量和δ相尺寸，并在随后的拉拔过程中变形量控制在10
‑
15％，δ相会随着拉拔变形其形状、取向、位置以及δ相之间的距离均会发生变化，同时变形产生的位错会在δ相周围形成堆积，为后续退火过程中的再结晶形核提供形核点，并且会钉扎晶界，阻碍晶界迁移从而细化晶粒，退火温度为900℃
‑
980℃，退火时间为10
‑
30min，随着拉拔道次的进行，壁厚减小引起δ相之间的距离减小，在δ相周围形核的再结晶晶粒因为δ相之间的距离减小而不能长大，从而细化晶粒，带芯拉拔到目标壁厚之后再进行空拉，其中进行空拉时变形量为10％
‑
15％，且每1
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3道次退火，退火温度为900℃
‑
980℃，退火时间为10
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30min，通过利用拉拔多道次的特征，δ相的取向、形状、位置等随着拉拔道次的增加而发生变化，在变形与退火双重作用下，δ相也会被切断等等，并且随着壁厚减小，δ相之间的距离也减小，从而限制晶粒长大，可以把时效放在不同的道次中间实时调控δ相的形状、含量、分布，从而在退火时可以起到细化晶粒的作用，所述第二种方式采用两段式或多段式析出δ相，其中首先进行1
‑
5道次的带芯拉拔，道次变形量在10
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25％之间，道次间退火温度在850℃
‑
1050℃之间，退火时间为10
‑
30min，所述过程完成后进行850℃
‑
950℃时效处理析出δ相，时效时间为1
‑
10h，通过控制变形量与时效工艺控制δ相的析出量，再结合3
‑
5道次的拉拔变形与退火完成初步再结晶与晶粒的初步细化，其中完成初步再结晶与晶粒的初步细化过程中拉拔变形的变形量为10
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15％，退火温度为900℃
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980℃，退火时间为10
‑
30min，完成初步再结晶与晶粒的初步细化后再次时效析出δ相，且所述时效温度为850℃
‑
950℃，时间为1
‑
10h，且所述时效处理是通过前面拉拔道次变形引入变形能，并使晶粒沿拉拔方向被拉长，再时效时通过控制时间与温度使δ相在应力集中大的地方优先析出，其中析出位置为在晶界出析出或者在晶粒内部析出，或者控制析出量和δ相尺寸，利用多道次变形与退火处理细化晶粒，所述第三种方式中首先时效析出δ相，且所述δ相析出随机，由专业人员进行控制获得δ相的含量多、尺寸大，控制完成后再进行多道次拉拔与退火，通过利用前几个道次的大变形量与稍高的退火温度将大尺寸δ相破坏，并改变δ相取向及δ相之间的距离，增加再结晶形核点，后续通过减小变形量与降低退火温度细化晶粒，所述第四种方式是在第三种方式的基础上采用多段次时效析出δ相，其中在第四种方式中首先时效析出δ相，且所述δ相析出随机，由专业人员控制δ相的含量与尺寸，控制完成后再进行多道次拉拔与退火，通过利用前几个道次的大变形量与稍高的退火温度将大尺寸δ相破坏，增加应力集中点，为再结晶提供形核点与δ相的析出位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：原料选取：由专业人员进行原料选取；S2：获取拉拔方式：由专业人员获取原料选取的拉拔方式；S3：进行制备：由专业人员进行超细晶镍基高温合金微细管制备。2.根据权利要求1所述的一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，其特征在于，所述S1中，由专业人员进行原料选取，其中进行原料选取时采用镍基高温合金管坯，且选取要求为镍基高温合金管坯直径为φ6
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φ10mm，壁厚为0.5
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1mm。3.根据权利要求1所述的一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，其特征在于，所述S2中，由专业人员获取原料选取的拉拔方式，其中所述原料选取的拉拔方式为先带芯拉拔到目标壁厚，再空拉至目标直径。4.根据权利要求1所述的一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，其特征在于，所述S3中，由专业人员进行超细晶镍基高温合金微细管制备，其中所述制备过程包括第一种方式、第二种方式、第三种方式、第四种方式和第五种方式，且进行制备时所述制备过程由专业人员进行选择。5.根据权利要求4所述的一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，其特征在于，所述第一种方式为首先进行3
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5道次的带芯拉拔，道次变形量在10
‑
25％之间，道次间退火温度在850℃
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1050℃之间，退火时间为10
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30min，所述过程完成后进行850℃
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950℃时效处理，析出δ相，其中时效时间为1
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10h，并在随后的拉拔过程中变形量控制在10
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15％，退火温度为900℃
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980℃，退火时间为10
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30min，带芯拉拔到目标壁厚之后再进行空拉，其中进行空拉时变形量为10％
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15％，且每1
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3道次退火，退火温度为900℃
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980℃，退火时间为10
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30min。6.根据权利要求4所述的一种超细晶镍基高温合金微细管制备方法，其特征在于，所述第二种方式采用两段式或多段式析出δ相，其中首先进行1
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5道次的带芯拉拔，道次变形量在10
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25％之间，道次间退火温度在850℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩廷状，车朝杰，楚志兵，李恒，张铎，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：