降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量固溶热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114250519A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202210023432.9C22C1/02(2006.01)(22)申请日2022.01.10(71)申请人西北工业大学地址710000陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人温志勋卢广先李相辉刘川李萌岳珠峰(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代理人杨华(51)Int.Cl.C30B29/52(2006.01)C30B33/02(2006.01)C30B11/00(2006.01)C22C19/05(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量固溶热处理方法(57)摘要本发明提供一种降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量的固溶热处理方法，属于热处理工艺领域，包括：将合金原料进行真空熔炼，获得母合金锭，放入真空感应熔炼炉中进行重熔；采用快速冷却法和螺旋选晶法浇注制备单晶合金试棒；将浇注之后的高铼镍基单晶高温合金试棒铸件进行切割，得到高铼镍基单晶高温合金试棒；在所述高铼镍基单晶高温合金试棒的中段切取一小试块进行差热分析实验；将所述高铼镍基单晶高温合金试棒进行均匀化处理；将经均匀化处理的高铼镍基单晶高温合金试棒进行高温固溶处理。本发明所述热处理工艺操作简单，可实施性高，能大幅度降低高铼镍基单晶高温合金中的固溶孔洞含量，提高合金的组织致密性。CN114250519ACN114250519A权利要求书1/2页1.降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量固溶热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、母合金熔炼，包括：将按照合金成分计算好质量的镍粒、铬粒、钴粒、钼粒、钨粒、钽粒、铼块、铪粒、铝块和钛块合金元素的高铼镍基单晶高温合金原料置于坩埚中进行真空熔炼，获得母合金锭；步骤S2、重熔浇注，包括：将所述母合金锭放入真空感应熔炼炉的坩埚中进行重熔；采用快速冷却法和螺旋选晶法浇注制备单晶合金试棒；将浇注之后带有单晶合金试棒的型壳抽拉出真空感应熔炼炉，获得高铼镍基单晶高温合金试棒铸件；步骤S3、将所述高铼镍基单晶高温合金试棒铸件进行切割，使用砂轮切去切去螺旋选晶器与上下弯曲部分部分，得到高铼镍基单晶高温合金试棒；步骤S4、在所述高铼镍基单晶高温合金试棒的中段切取一小试块，使用该小试块进行差热分析实验，测定合金的γ’相固溶温度Ts；步骤S5、将所述高铼镍基单晶高温合金试棒进行均匀化处理；步骤S6、将经均匀化处理的高铼镍基单晶高温合金试棒进行高温固溶处理。2.根据权利要求1所述的降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量固溶热处理方法，其特征在于，所述高铼镍基单晶高温合金原料按质量分数计的成分组成为：Cr3.1％～3.7％，Co9.5％～11.0％，Mo0.71％～0.75％，W4.9％～5.5％，Ta8.1％～9.3％，Re4.5％～6.0％，Al5.6％～6.5％，Hf0.09％～0.15％，Ti0.10％～0.16％，余量为Ni。3.根据权利要求2所述的降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量固溶热处理方法，其特征在于，所述高铼镍基单晶高温合金原料包括以下重量份原料：Cr3.31％，Co10.50％，Mo0.72％，W5.01％，Ta8.84％，Re5.11％，Al6.00％，Hf0.11％，Ti0.10％，余量为Ni。4.根据权利要求1所述的降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量固溶热处理方法，其特征在于，所述高铼镍基单晶高温合金原料置于坩埚中进行真空熔炼，获得母合金锭，包括：S1.1、首先将按照合金成分计算好质量的镍粒、铬粒、钴粒、钼粒、钨粒、钽粒、铼块、铪粒的高铼镍基单晶高温合金原料置于坩埚中进行真空熔炼，将各配料完全熔化；S1.2、然后边搅拌边精炼，精炼时间为30～35min；S1.3、再加入铝块和钛块合金元素并继续熔炼15～20min；S1.4、最后停止加热并随炉冷却，金属液温度降至1750±50℃时浇注形成母合金锭。5.根据权利要求1所述的降低高铼镍基单晶高温合金固溶孔洞含量固溶热处理方法，其特征在于，所述将母合金锭放入真空感应熔炼炉的坩埚中进行重熔，包括：将真空感应熔炼炉分为上、下两加热区，用以提高熔炼效率并提高抽拉时的温度梯度；母合金真空熔炼温度为1570±10℃，真空熔炼时间为3min，真空熔炼过程中翻转坩埚两次以去除金属液表面氧化膜，获得浇注熔液；真空熔炼过程中，真空度保持在0.01Pa以下；所述将浇注之后带有单晶合金试棒的型壳抽拉出真空感应熔炼炉，获得高铼镍基单晶高温合金试棒铸件，包括：浇注之后静置2min，然后以3.5±1mm/min的抽拉速率抽拉型壳，将浇注之后的型壳抽2CN11425