一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法.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CN113957291A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111250935.1(22)申请日2021.10.26(71)申请人中国华能集团有限公司地址100031北京市西城区复兴门内大街6号申请人西安热工研究院有限公司(72)发明人李沛谷月峰袁勇杨征严靖博鲁金涛(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人崔方方(51)Int.Cl.C22C19/05(2006.01)C22C30/00(2006.01)C22F1/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法(57)摘要本发明公开了一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，属于金属材料技术领域。合金的基本组成包括：Cr：15％～18％，Co：15％～20％，Ti：0.5％～1.5％，Al：3.5％～4.5％，W：8.5％～10％，Si：≤0.5％，Mn：≤0.5％，Nb：0.5％～1.5％，C：0.03％～0.08％，余量为Ni。处理步骤如下：将镍基合金装入热处理炉，装炉温度≤600℃；加热升温至1170～1190℃，控制升温速度5℃/min，保温2h后空冷，加热升温至1020℃保温2h，进行固溶热处理，此处固溶后不进行冷却，配合后续热处理操作；基于Jmatpro软件选择冷速，将1020℃保温样品直接以3～80℃/min速率直接冷却至室温，本发明本方法通过调控冷却速率可获得相较传统热处理更优的强塑性匹配，可在一定范围内获得不同强塑性匹配。有效降低了热处理时间及流程。CN113957291ACN113957291A权利要求书1/1页1.一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，其特征在于，高强镍基高温合金的基本组成质量百分比为：Cr：15％～18％，Co：15％～20％，Ti：0.5％～1.5％，Al：3.5％～4.5％，W：8.5％～10％，Si：≤0.5％，Mn：≤0.5％，Nb：0.5％～1.5％，C：0.03％～0.08％，余量为Ni；该方法将原有多步热处理变为两步热处理。2.根据权利要求1所述的一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，其特征在于，所述加热升温至1170～1190℃，控制升温速度5～10℃/min，装炉温度≤600℃。3.根据权利要求1所述的一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，其特征在于，所述在1170～1190℃保温2h后空冷，随后1020℃保温2h进行固溶处理，固溶后进行不同冷速冷却。4.根据权利要求1所述的一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，其特征在于，相较于传统多步热处理：固溶+两次时效处理，本发明固溶后直接进行不同冷速冷却，可通过空冷设备调节冷速。5.根据权利要求1所述的一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，其特征在于，相较于传统多热处理：固溶+时效处理，本发明固溶后直接进行不同冷速冷却，其冷却速率通过Jmatpro进行快速预测。6.根据权利要求5所述的一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，其特征在于，平均冷速约为80℃/min和3℃/min，平均冷速范围为在3～80℃/min范围内可调。7.根据权利要求5所述的一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法，其特征在于，通过改变不同冷速其强化相体积分数约为3％～20％。2CN113957291A说明书1/3页一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法技术领域[0001]本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种电站用高强镍基高温合金的快速热处理方法。背景技术[0002]由于国内丰富的煤炭资源及特殊的能源结构，在我国燃煤火电厂提供了约70％的电力能源，并且在未来的时间内煤电仍然占据主导位置。针对现阶段节能减排的需求，提升火电机组参数，采用高参数超超临界火电机组是现阶段的主要发展方向，因此对机组的服役材料提出了极高的性能要求，尤其是针对高参数机组过/再热器管，其要求在服役期间将承受高温蠕变、热疲劳、氧化及高温烟气腐蚀等多重因素的影响。开发出可以满足高参数机组过/再热器管使用性能需求的高温合金材料已成为火力发电行业亟待解决的课题。[0003]针对机组过/再热器管用材料，传统的耐热钢已经不能满足需求，针对更高使用温度欧美及日本等国主要使用镍基高温合金，如美国IN740H镍钴铬基合金及CCA617等镍基合金，针对国内需求我国自主研发的新型高强镍基高温合金。传统固溶+时效工艺需要三步或四步处理，针对大型部件热处理需要极大的能耗和费用，同时对于大型部件采取快速冷却过程中产生明显的内应力，进而萌生裂纹导致零件失效。因此基于以上两点希望热处理能够简化工艺步骤和热处理时间，同时降低由于冷速较快产生的内