一种预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115354133A(43)申请公布日2022.11.18(21)申请号202210978837.8(22)申请日2022.08.16(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区温泉镇环山村(72)发明人赵金乾李嘉荣史报学(74)专利代理机构北京知汇林知识产权代理事务所(普通合伙)11794专利代理师董涛(51)Int.Cl.C21D9/00(2006.01)C22F1/02(2006.01)C23F3/00(2006.01)C25F3/02(2006.01)C25F3/16(2006.01)B24B1/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法(57)摘要本发明公开了一种预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，按照先后顺序包括以下步骤：将单晶高温合金叶片放置于真空热处理炉内，进行回复处理；从真空热处理炉内取出单晶高温合金叶片，对叶片局部直接进行机械抛磨；将机械抛磨后的单晶高温合金叶片进行清洗，然后采用局部电解加工或者化学腐蚀的方式去除机械抛磨的痕迹；将单晶高温合金叶片进行固溶时效处理。本发明的技术方案能够有效的预防由于叶片结构复杂原因在铸造过程中局部存在较大的铸造残余应力而导致单晶高温合金叶片在后续固溶热处理过程中产生再结晶。CN115354133ACN115354133A权利要求书1/1页1.一种预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：将单晶高温合金叶片放置于真空热处理炉内，进行回复处理；步骤二：从真空热处理炉内取出单晶高温合金叶片，对叶片局部直接进行机械抛磨；步骤三：将机械抛磨后的单晶高温合金叶片进行清洗，然后采用局部电解加工或者化学腐蚀的方式去除机械抛磨的痕迹；步骤四：将单晶高温合金叶片进行固溶时效处理。2.根据权利要求1所述的预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，其特征在于：步骤一中，采用由低温向高温逐步递进的梯度回复处理工艺，具体工艺为，以2‑5℃/min的升温速率，从室温加热到400‑600℃，保温5‑6h；以2‑5℃/min的升温速率，继续加热到650‑700℃，保温4‑5h；以2‑5℃/min的升温速率，继续加热到870‑900℃，保温1‑2h；以2‑5℃/min的升温速率，继续加热到1100‑1150℃，保温1‑2h；以2‑5℃/min的升温速率，继续加热到1200‑1250℃，保温0.5‑1h；以2‑5℃/min的升温速率，继续加热到1250‑1280℃，保温0.5‑1h；随炉冷却到280‑300℃，出炉。3.根据权利要求2所述的预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，其特征在于：步骤二中，采用的机械抛磨工具为手持式电动磨削工具或者手持式气动磨削工具，磨头粒度为80‑120目，抛磨厚度为0.02‑0.05mm。4.根据权利要求3所述的预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，其特征在于：步骤三中，采用局部电解加工的方式去除机械抛磨的痕迹，对经过机械抛磨的叶片局部进行电解腐蚀或者电解抛光。5.根据权利要求4所述的预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，其特征在于：在局部电解加工过程中，将叶片作为阳极，采用高温合金材料作为阴极；电解液的配比为NaCl:HCl:H2O＝1‑3g:1‑5ml:100ml，电压为5‑30V，电流为7‑15A，电解加工的时间为5‑10s。6.根据权利要求3所述的预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，其特征在于：步骤三中，采用化学腐蚀的方式去除机械抛磨的痕迹，将叶片全部浸泡于腐蚀液中进行腐蚀。7.根据权利要求6所述的预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法，其特征在于：在化学腐蚀过程中，腐蚀液的配比为HCl:H2O2＝100ml:10‑15ml。2CN115354133A说明书1/6页一种预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法技术领域[0001]本发明属于航空发动机涡轮叶片制造技术领域，具体涉及一种预防单晶高温合金叶片局部再结晶的方法。背景技术[0002]涡轮叶片是涡轮发动机中最关键的零件之一，它的工作环境恶劣，同时承受高温、高应力。单晶高温合金几乎消除了所有晶界，具有良好的高温综合性能，被认为是制造先进航空发动机和地面燃机涡轮叶片的关键材料。[0003]对于单晶高温合金而言，为了获得良好的力学性能，通常采用完全热处理的方法，但固溶处理温度高，再结晶倾向大。一方面，相对于铸造凝固过程中产生的晶界，再结晶的晶界强度明显较低；另一方面，再结晶产生横向晶界，形成了叶片的薄弱环节，严重影响了叶片的性能。因此，单晶高温合金和定向柱晶叶片必须尽量避免再结晶的产生。[0004]叶片在定向凝固过程中，由于叶片的形状复杂，所以凝固冷却