一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747688A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211435432.6(22)申请日2022.11.16(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人景战杰樊江昆刘栩东唐斌王毅袁睿豪寇宏超李金山(74)专利代理机构重庆三航专利代理事务所(特殊普通合伙)50307专利代理师万文会(51)Int.Cl.C22F1/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法(57)摘要本发明公开了一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法，包括以下步骤：将Inconel625合金样品加工成指定尺寸，放入箱式电阻炉中，再将箱式电阻炉升温至固溶处理温度进行保温处理，再淬火，然后进行应力时效热处理，再放入水中淬火，完成处理。本发明通过在时效过程中引入外加拉伸应力的方式，对固溶强化型镍基合金中γ″相的变体类型进行调控，进而达到提高合金的蠕变持久寿命的目的，提供了一种新型的应力时效热处理工艺，在γ″相析出温度点附近，引入外加拉伸应力，得到单一，结构稳定的γ″相。与传统无应力时效工艺相比，外加拉伸应力时效处理得到的γ″体积分数高，结构稳定，分布的更均匀，蠕变持久寿命提升效果明显。CN115747688ACN115747688A权利要求书1/1页1.一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将Inconel625合金样品加工成指定尺寸，放入箱式电阻炉中，再将箱式电阻炉升温至固溶处理温度进行保温处理，到达保温时间后，Inconel625合金样品立即从热处理炉中取出，放入水中淬火。2.S2、将S1中处理后的Inconel625合金进行应力时效热处理，其时效温度为γ″相析出温度T2=620℃，时效时间为t2=200h，应力状态为拉应力，应力水平σ低于应力时效温度点Inconel625合金的拉伸屈服强度，在320MPa~320MPa之间，然后放入水中淬火，完成处理。3.根据权利要求1所述的一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法，其特征在于，在S1中，将加工好的Inconel625合金样品放入箱式电阻炉时，给Inconel625合金样品底部垫入耐火砖，耐火砖厚度以保证样品位于炉膛中部。4.根据权利要求1所述的一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法，其特征在于，在S1中，箱式电阻炉升温方法为：以10℃/分钟的速度升温至620℃，再以5℃/分钟速度升温至950℃，再以3℃每分钟速度升温至固溶处理温度。5.根据权利要求3所述的一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法，其特征在于，所述的固溶处理温度T1高于Inconel625合金样品中碳化物析出温度，T1在11001=（d×0.6+30）min（d×0.6+70）min，d为Inconel625合金样品的℃~1160℃，保温时间t~横截面直积，单位为mm，炉温到达目标固溶处理温度后，再将Inconel625合金样品放入炉膛中，炉温稳定后开始计时。6.根据权利要求4所述的一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法，其特征在于，在S1中到达保温时间后，淬火水温为10℃~25℃。7.根据权利要求1所述的一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法，其特征在于，在S2中，淬火水温为10℃~25℃。2CN115747688A说明书1/4页一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法技术领域[0001]本发明属于高温合金热处理方法技术领域，尤其涉及一种提高镍基高温合金蠕变持久寿命的时效热处理方法。背景技术[0002]高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上高温及一定应力作用下长期工作的金属材料。其具有优异的高温强度、组织稳定性、良好的抗氧化性、抗热腐蚀性、抗疲劳与蠕变性能，是航空、航天、核能和石化工业必备的一类材料。高温合金种类繁多，在众多高温合金中，镍基高温合金使用量最大，使用范围也最为广泛。在镍基高温合金中，根据强化方式不同，可将其分为固溶强化型以及沉淀强化型合金。Inconel625合金是一种典型的固溶强化型镍基高温合金。该合金从室温到980℃的温度范围内具备优良的抗拉强度以及抗氧化性能，在650℃以下温度使用时，还兼具出色的抗蠕变和抗疲劳性能。因此广泛应用于航空发动机关键部件，例如机匣、燃烧室、导向叶片。此外，对于中心锥、尾喷管、支撑板，以及各类筒体零部件，普遍采用Inconel625合金制备。[0003]近年来，随着先进航空发动机推进比的日益增加，热端部材料的服役环境也变得非常苛刻，严重地影响了服役安全性。据不完全统计，我国空军现役飞