一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115786655A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202210885697.X(22)申请日2022.07.26(71)申请人华能国际电力股份有限公司地址100031北京市西城区复兴门内大街6号华能大厦申请人西安热工研究院有限公司(72)发明人尹宏飞袁勇党莹樱谷月峰严靖博黄锦阳(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师闵岳峰(51)Int.Cl.C21D1/34(2006.01)C22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法(57)摘要本发明属于材料热处理技术领域，具体为一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，包括：第一步，焊后从室温以≤100℃/小时升温速率加热到γ'相析出的等温转变曲线以下20℃，保温1～2小时；第二步，再以160～220℃/小时的升温速率升温到母材再结晶温度以上20～70℃，保温1.5～3小时；最后随炉冷却至250℃后出炉空冷至室温。通过本发明的焊后热处理方法，在避免应变时效裂纹的同时可以完全消除焊接残余应力并对焊接热影响区进行强化，从而保证焊接接头的综合性能与母材达到“等匹配”。CN115786655ACN115786655A权利要求书1/1页1.一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，包括：第一阶段，以较慢的升温速率加热到γ'相析出的等温转变曲线以下20℃保温1～2小时，在保证热透的同时避免γ'相析出；第二阶段，以较快的升温速率升温到母材再结晶温度以上20～70℃，保温1.5～3小时，在保证残余应力的完全释放的同时让升温过程中析出的γ'相完全回溶。2.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，第二阶段保温后的降温过程先采取缓冷、炉冷降温至200～250℃，然后进行空冷，且不可采用强制对流散热。3.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，所适用的母材为γ'相强化型高温合金，且按质量分数γ'相形成元素Ti+Al≥1.6％的高温合金。4.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，按质量分数适用的母材中Ni≥35％的高温合金材料。5.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，所适用的焊接接头的厚度为200～900mm。6.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，焊后热处理第一阶段升温速率为≤100℃/小时。7.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，焊后热处理第二阶段升温速率为160～220℃/小时。8.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，所适用的焊前沉淀强化高温合金母材供货状态为固溶态。9.根据权利要求1所述的一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法，其特征在于，经过该方法焊后热处理后，无焊接再热裂纹产生，且焊接强度因子达到0.8以上。2CN115786655A说明书1/3页一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法技术领域[0001]本发明属于材料热处理技术领域，具体涉及一种避免厚壁沉淀强化高温合金焊后再热裂纹的方法。背景技术[0002]随着700℃超超临界燃煤发电技术的发展，锅炉内的关键高温部件服役温度达到700℃～750℃水平，固溶强化型高温合金很难达到该使用温度，就需要选用的沉淀强化型高温合金材料(如Haynes282和Inconel740H)。针对沉淀强化型高温合金焊接接头，传统的焊后热处理大多为在γ'相时效处理，让焊接热影响区(HAZ)再重新时效析出强化相。这种方法易导致厚壁、大尺寸部件材料HAZ出现裂纹。而厚壁、大尺寸部件，若不进行焊后热处理，则无法消除焊接残余应力，进而造成力学性能的劣化和服是寿命的衰减。因此，亟需一种针对厚壁、大尺寸沉淀强化高温合金焊接部件的焊后热处理制度，以保证焊接部件性能。[0003]沉淀强化型高温合金的焊接再热裂纹是应变时效裂纹(SAC)，是沉淀强化型高温合金焊后在高温下服役(使用)或进行焊后热处理时在紧靠熔合线的焊接热影响区出现的固相沿晶开裂。SAC的敏感性是合金(母材)的本质属性，合金的成分、组织(甚至于在合金的设计初衷)一旦确定，对SAC倾向就已经确定了。再热裂纹的3个诱发因素：[0004]1、焊接残余应力[0005]焊接残余应力的水平可达到母材固溶态的σs的水平。在大尺寸、厚壁材料的焊接过程中，控制残余应力是对具有中等SAC敏感性的沉淀强化高温合金避免SAC的