一种高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺.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CN110423960A(43)申请公布日2019.11.08(21)申请号201910722351.6(22)申请日2019.08.06(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人郑磊赵鑫侯云辉杨宝良廖裕刚唐婧(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C22F1/00(2006.01)C22F1/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺(57)摘要本发明提供了一种高钨高钴的镍合金铸锭的均匀化处理工艺，属于金属材料技术领域。合金的基本组成包括：25～45wt.％的钨，15～25wt.％的钴，余量为镍和不可避免的杂质。对高钨高钴的镍合金进行均匀化处理：将高钨高钴的镍合金铸锭装入热处理炉，装炉温度≤600℃；加热升温至1150～1250℃，控制升温速度10～80℃/h；在1150～1250℃保温≥24h；将热处理后的铸锭随炉冷却到700℃以下，再空冷到室温。通过该工艺处理的高钨高钴的镍合金铸锭，消除了成分偏析，组织均匀，可改善热加工塑性，且声速可达5529m/s。CN110423960ACN110423960A权利要求书1/1页1.一种高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺，其特征在于高钨高钴的镍合金铸锭基本组成元素的质量百分比：25～45wt.％的钨，15～25wt.％的钴，余量为镍和不可避免的残余元素；工艺步骤包括装炉、升温保温、随炉冷却、空冷到室温。2.根据权利要求1所述高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺，其特征在于所述装炉温度≤600℃。3.根据权利要求1所述高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺，其特征在于：所述加热升温至1150～1250℃，控制升温速度10～80℃/h。4.根据权利要求1所述高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺，其特征在于：所述在1150～1250℃保温，保温时间≥24h，铸锭规格小需要的保温时间较短，铸锭规格大需要较长的保温时间。5.根据权利要求1所述高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺，其特征在于：所述随炉冷却温度到700℃以下。2CN110423960A说明书1/4页一种高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺技术领域[0001]本发明属于金属材料技术领域，涉及一种高钨高钴的镍合金均匀化工艺。背景技术[0002]合金在浇铸凝固过程中，由于存在溶质再分配过程，凝固过程的铸锭中往往存在成分偏析以及偏析相的析出。成分偏析导致材料的组织、性能不均匀，严重的偏析甚至会导致铸锭在锻造过程中开裂。偏析相的析出会恶化合金组织状态，降低合金的力学性能指标。因此，在实际生产中通过在较高的温度下保温一定时间进行均匀化扩散退火，使组织中偏析元素扩散均匀，偏析相回溶，达到使合金微观组织均匀的目的，从而提升合金的力学性能。[0003]根据扩散动力学，通过高温加热可以消除枝晶偏析，控制因素有两个：加热温度、保温时间，需要根据偏析的程度确定加热温度与保温时间。评价枝晶偏析的程度，一般利用元素偏析系数k(k＝w枝晶间/w枝晶干)，w枝晶间、w枝晶干分别为枝晶间和枝晶干元素比重。偏析系数k能反映元素的偏析情况，元素偏析系数k与“1”偏差越大，表明该元素偏析越严重，分布得越不均匀。工业上认为比较均匀的元素分布，其偏析系数k应该在0.9～1.1。[0004]高钨高钴的镍合金属于一种镍基单相奥氏体合金，基体元素包括镍、钴、钨，通常利用真空感应熔炼后浇铸获得。已有的研究结果表明：航空发动机涡轮盘和涡轮叶片广泛应用的镍基高温合金通常含有钨和钴；由于钨的密度很高，因而在镍基高温合金铸锭中有强烈的偏析现象。高钨高钴的镍合金由于含有远高于镍基高温合金的钨和钴，凝固过程中钨和钴的再分配则导致极为严重的枝晶偏析，使高钨高钴的镍合金铸锭冷热加工性能急剧降低。[0005]2011年，美国US7921778B2专利公布了一种高钨高钴的镍合金，铸态合金的声速为4470m/s，但未就合金的均匀化方法进行研究和报道；至今国内尚未发现任何有关高钨高钴镍合金的研究，更未发现关于均匀化方法和声速测试的研究结果。虽然目前已有较多的针对镍基高温合金均匀化工艺的研究结果，但尚未发现针对高钨(≥25wt.％)高钴(≥15wt.％)含量镍合金的均匀化工艺。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种高钨高钴的镍合金均匀化工艺，消除钨、钴元素的偏析，获得均匀的合金组织，改善铸锭冷热加工性能。[0007]一种高钨高钴的镍合金铸锭均匀化工艺，其特征在于高钨高钴的镍合金铸锭基本组成元素的质量百分比：25～45wt.％的钨，15～25wt.％的钴，余量为镍和不可避免的残余元素；工艺步骤包括装炉、升温保温、