一种优化GH706合金的热处理方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种优化GH706合金的热处理方法，主要是优化GH706合金力学性能的热处理方法，该方法能使GH706合金具有更高的持久性能、拉伸性能及冲击性能。其特征在于，热处理工艺为：700～750℃，6～10小时，55℃/h冷却，600～650℃，6～10小时，空冷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GH706合金的热处理方法，通过改变GH706合金的热处理制度使合金的力学性能得到显著改善。
技术介绍
GH706合金是一种Ni-Fe-Cr基的变形高温合金，基体为奥氏体组织，主要以Ti、 Nb为强化元素，合金晶内通过形成γ'、Y"相复合强化，而晶界通过析出适量的η相进行强化，GH706合金具有成本低廉、冶炼偏析低、易于热加工等优点，是大型地载燃气轮机涡轮盘的关键材料。目前使用的GH706合金涡轮盘，在锻造成型后采用固溶处理+时效处理的两段热处理制度，使合金具有一定的强度、韧性及较好的持久性能，具体热处理制度在 special metals公司的合金手册及中国高温合金手册中皆有报道。随着燃气轮机由“F” 级向“H”级发展，对涡轮盘材料提出了更高的要求，这就要求涡轮盘材料具有更高的性能指标，特别是高温性能指标。持久性能为高温性能最重要的指标之一，受到越来越高的重视。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种优化GH706合金的热处理方法，主要是优化GH706合金力学性能的热处理方法，采用GH706合金通用的冶炼、均勻化、加工等生产工艺，在热处理工艺时采用本专利技术提供的工艺，能够大幅度提高合金的持久性能，并使室温冲击、室温拉伸及650°C高温拉伸等性能得到改善。大量实验证明，合金优异的性能与合金晶内晶界强度的良好配合及晶粒度的适当尺寸紧密相关，而合金的晶内晶界强度与合金的析出相密切相关。通过热处理处理手段改善析出相及晶粒尺寸对改善合金的性能至关重要。目前使用的GH706合金涡轮盘，在锻造成型后采用固溶处理+时效处理的两段热处理制度，变形高温合金在热变形后，晶粒尺寸较小，晶界数量较多。通常认为在室温时晶界强度高于晶内强度，细晶对合金性能有好处，但当合金在高温使用时晶界强度弱化，晶界强度会低于晶内强度，使得合金高温性能特别是持久性能恶化。因此变形高温合金传统上都要经过固溶处理，使合金充分再结晶，使晶粒长大，减少晶界数量，进而提高合金的高温性能，特别是持久性能。但不能使晶粒异常长大，固溶处理温度通常都选在合金刚好完全再结晶的温度点上。本专利技术通过优化的时效处理，控制晶界析出相的析出数量及形态，强化晶界的强度，使得晶界强度在高温下仍远高于晶内强度，因此晶界数量的增加不但没有恶化持久性能，反而提高了持久性能，同时细晶还极大地提高了合金的室温性能。本专利技术具体提供了一种优化GH706合金的热处理方法，其特征在于，热处理工艺为700 750°C，6 10小时，40 60°C /h冷却，600 650°C，6 10小时，空冷。本专利技术提供的一种优化GH706合金的热处理方法，其特征在于，热处理优选工艺为720 730°C,8小时，55°C /h冷却，620 630°C，8小时，空冷。本专利技术提供的一种优化GH706合金的热处理方法，其特征在于，热处理最佳工艺为:730°C,8小时，55°C /h冷却，620°C，8小时，空冷。当采用此最佳工艺对GH706合金进行热处理后，所得合金的拉伸性能、冲击性能以及持久性能等综合性能最佳，并且持久寿命方面表现突出，不仅为传统热处理后合金持久寿命的3倍以上，其持久延伸率也远大于传统热处理处理所得合金。采用此特殊的热处理方法可以在获得细小晶粒的同时改善了晶界η相析出的数量及形态，同时对晶内析出Y'、、"几乎没有影响，细小的晶粒度使得合金的强度及韧性获得了较大的提高，而晶界n相的改善使得合金的高温持久性能大幅提高。本专利技术具有以下优点1、简化了热处理环节，降低了生产成本和工艺复杂性。2、改善了晶界析出η相的形貌及数量，强化了晶界，极大提高了合金的持久性能。3、获得了较细的晶粒尺寸，改善了合金的拉伸强度及韧性。 具体实施例方式下面通过具体的实施例来详述本专利技术一、合金成分见表1合金按真空感应熔炼冶炼得到下述成分合金。表1 使用的GH706合金成分(Wt % ) 二、合金的均勻化处理均勻化工艺为1160°C，15小时，1190°C，20小时，空冷到室温。三、合金的热加工加热温度1120士 10°C，2小时开锻温度1100士10°C停锻温度>950°C四、合金的热处理比较例1合金A，采用成分1，处理制度(传统热处理)980°C，1小时，空冷到室温，730°C， 8小时，55°C /h炉冷，620°C，8小时，空冷。比较例2合金B，采用成分2，处理制度(传统热处理)980°C，1小时，空冷到室温，730°C， 8小时，55°C /h炉冷，620°C，8小时，空冷。实施例1合金C，采用成分1，处理制度700°C，8室温。实施例2合金D，采用成分1，处理制度700°C，8室温。实施例3合金E，采用成分1，处理制度750°C，8室温。实施例4合金F，采用成分1，处理制度750°C，8室温。实施例5合金G，采用成分1，处理制度730°C，8室温。实施例6合金H，采用成分1，处理制度730°C，8室温。实施例7合金I，采用成分1，处理制度730°C，8室温。实施例8合金J，采用成分1，处理制度720°C，8室温。实施例9合金K，采用成分1，处理制度730°C，6室温。实施例10合金L，采用成分1，处理制度730°C, 10小时，55°C /h炉冷，620°C，10小时，空冷到室温。实施例11合金M，采用成分2，处理制度:730°C,8小时，55°C /h炉冷，620°C，8小时，空冷到室温。五、合金性能1)、室温及650°C拉伸性能按照GB/T 228-2002及GB/T4338-2006要求，对热处理后GH706合金的室温及 650°C拉伸性能进行测试，如表2所示。从结果看，比较例的650°C屈服强度相对实施例降低了 IOOMPa左右，抗拉强度也有50MPa的减少，延伸率与其它处理处于相同水平。表2合金的室温及650°C拉伸性能、时，55°C /h炉冷，600°C，8小时，空冷到 、时，55°C /h炉冷，650°C，8小时，空冷到 、时，55°C /h炉冷，600°C，8小时，空冷到 、时，55°C /h炉冷，650°C，8小时，空冷到 、时，55°C /h炉冷，620°C，8小时，空冷到 、时，40°C /h炉冷，620°C，8小时，空冷到 、时，60°C /h炉冷，620°C，8小时，空冷到 、时，55°C /h炉冷，620°C，8小时，空冷到 、时，55°C /h炉冷，620°C，6小时，空冷到权利要求1.一种优化GH706合金的热处理方法，其特征在于，热处理工艺为700 750°C，6 10小时，40 60°C /h冷却，600 650°C，6 10小时，空冷。2.按照权利要求1所述优化GH706合金的热处理方法，其特征在于，热处理工艺为 720 730°C,8小时，55°C /h冷却，620 630°C，8小时，空冷。3.按照权利要求1所述优化GH706合金的热处理方法，其特征在于，热处理工艺为 730°C,8小时，55°C /h冷却，620°C，8小时，空冷。全文摘要本专利技术的目的是提供一种优化GH706合金的热处理方法，主要是优化GH706合金力学性能的热处理方法，该方法能使GH706合金具有更高的持久性能、拉伸性能及冲击性能。其特征在于，热处理工艺为700～750℃，6～10小本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种优化ＧＨ７０６合金的热处理方法，其特征在于，热处理工艺为：７００～７５０℃，６～１０小时，４０～６０℃／ｈ冷却，６００～６５０℃，６～１０小时，空冷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文儒，信昕，祁峰，刘芳，张伟红，贾丹，于连旭，郭守仁，胡壮麒，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89