一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115896435A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211611908.7(22)申请日2022.12.14(71)申请人陕西宏远航空锻造有限责任公司地址713801陕西省咸阳市三原县2号信箱技术中心(72)发明人孙亚利孙向波常康崔明磊(74)专利代理机构中国航空专利中心11008专利代理师白瑶君(51)Int.Cl.C21D9/40(2006.01)C22F1/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法(57)摘要本发明属于金属材料热处理领域，具体涉及一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法。该方法包括以下步骤：加热成型的高温合金环形锻件，保温第一保温时长后，再炉冷至930‑950℃，保温第二保温时长，出炉后将锻件进行水冷。CN115896435ACN115896435A权利要求书1/1页1.一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法，其特征在于，包括以下步骤：加热成型的高温合金环形锻件，保温第一保温时长后，再炉冷，保温第二保温时长，出炉后将锻件进行水冷。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一保温时长在60min～120min内。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二保温时长在60min～120min内。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，GH4099合金环形锻件的有效厚度厚度越大，所述第一保温时长或第二保温时长越长。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，炉冷至930‑950℃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，出炉后需在45～60s以内进行水冷。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水冷温度范围为10‑40℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高温合金锻件为GH4099合金环形锻件。2CN115896435A说明书1/4页一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法技术领域[0001]本发明属于金属材料热处理领域，具体涉及一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法。背景技术[0002]GH4099合金是一种时效强化型的镍基高温合金，以Co、W、Mo、Al、Ti等元素综合强化，合金除过基体γ体外，主要有γ＇、Ti(CN)型氮化物和长期时效出现的σ和μ相，而GH4099合金中由γ＇(Ni3[Al、Ti])相沉淀强化所贡献的强度占总强度的45％～64％，其尺寸和形貌对合金的性能有着直接的影响，该合金锻件主要用于航空发动机燃烧室扩散器等高温强度承力件，使用温度可以达到1000℃左右，是目前使用温度较高的一种合金。[0003]目前GH4099环形锻件有固溶态和固溶+时效两种交付状态，固溶+时效态可以满足交付规范要求，不存在问题。但固溶态交付的GH4099环形锻件性能要求极为苛刻，规定：抗拉强度(σb)≥930MPa，硬度(HB)≤300，晶粒度4.5级或更细，其强度指标和硬度指标相互制约，一直存在强度不足或是硬度超标的问题。目前规范要求的GH4099环形锻件固溶热处理制度为：1080～1120℃，未明确规定冷却方式。[0004]我们通过大量的试验和试制发现，GH4099环形锻件固溶热处理后的冷却速度是影响锻件性能的主要因素，因为冷却速度的快慢对强化相γ＇的析出和分布影响很大，经试验，GH4099环形锻件经固溶热处理后散开空冷或者散开风冷均可以满足抗拉强度≥930MPa的要求，但硬度HB也大于300，不满足交付技术要求；水冷或者油冷则满足硬度HB≤300的要求，但抗拉强度小于930MPa，且环形锻件的硬度均匀性很差，经常出现上下面硬度HB相差70以上，导致锻件各部分的性能差距大，经常出现一根合格一根不合格的情况，现场很难控制硬度的均匀性。发明内容[0005]本发明的目的是：寻找一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法，保证锻件硬度的均匀性和合适的硬度值是解决锻件强度和硬度相互制约的根本途径。[0006]本发明涉及一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法，包括以下步骤：[0007]本发明提供一种改善高温合金环形锻件硬度均匀性的固溶处理方法，包括以下步骤：[0008]加热成型的高温合金环形锻件，保温第一保温时长后，再炉冷至930‑950℃，保温第二保温时长，出炉后将锻件进行水冷。[0009]所述第一保温时长在60min～120min内。[0010]所述第二保温时长在60min～120min内。[0011]GH4099合金环形锻件的有效厚度厚度越大，所述第一保温时长或第二保温时长越长。3CN115896435A说明书2/4页[0012]出炉后需在45～60s以内进行水冷。[0013