專(zhuān)利名稱(chēng)：一種優(yōu)化gh706合金的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GH706合金的熱處理方法，通過(guò)改變GH706合金的熱處理制度使合金的力學(xué)性能得到顯著改善。
背景技術(shù)：
GH706合金是一種Ni-Fe-Cr基的變形高溫合金，基體為奧氏體組織，主要以Ti、 Nb為強(qiáng)化元素，合金晶內(nèi)通過(guò)形成γ'、Y"相復(fù)合強(qiáng)化，而晶界通過(guò)析出適量的η相進(jìn)行強(qiáng)化，GH706合金具有成本低廉、冶煉偏析低、易于熱加工等優(yōu)點(diǎn)，是大型地載燃?xì)廨啓C(jī)渦輪盤(pán)的關(guān)鍵材料。目前使用的GH706合金渦輪盤(pán)，在鍛造成型后采用固溶處理+時(shí)效處理的兩段熱處理制度，使合金具有一定的強(qiáng)度、韌性及較好的持久性能，具體熱處理制度在 special metals公司的合金手冊(cè)及中國(guó)高溫合金手冊(cè)中皆有報(bào)道。隨著燃?xì)廨啓C(jī)由“F” 級(jí)向“H”級(jí)發(fā)展，對(duì)渦輪盤(pán)材料提出了更高的要求，這就要求渦輪盤(pán)材料具有更高的性能指標(biāo)，特別是高溫性能指標(biāo)。持久性能為高溫性能最重要的指標(biāo)之一，受到越來(lái)越高的重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，主要是優(yōu)化GH706合金力學(xué)性能的熱處理方法，采用GH706合金通用的冶煉、均勻化、加工等生產(chǎn)工藝，在熱處理工藝時(shí)采用本發(fā)明提供的工藝，能夠大幅度提高合金的持久性能，并使室溫沖擊、室溫拉伸及650°C高溫拉伸等性能得到改善。大量實(shí)驗(yàn)證明，合金優(yōu)異的性能與合金晶內(nèi)晶界強(qiáng)度的良好配合及晶粒度的適當(dāng)尺寸緊密相關(guān)，而合金的晶內(nèi)晶界強(qiáng)度與合金的析出相密切相關(guān)。通過(guò)熱處理處理手段改善析出相及晶粒尺寸對(duì)改善合金的性能至關(guān)重要。目前使用的GH706合金渦輪盤(pán)，在鍛造成型后采用固溶處理+時(shí)效處理的兩段熱處理制度，變形高溫合金在熱變形后，晶粒尺寸較小，晶界數(shù)量較多。通常認(rèn)為在室溫時(shí)晶界強(qiáng)度高于晶內(nèi)強(qiáng)度，細(xì)晶對(duì)合金性能有好處，但當(dāng)合金在高溫使用時(shí)晶界強(qiáng)度弱化，晶界強(qiáng)度會(huì)低于晶內(nèi)強(qiáng)度，使得合金高溫性能特別是持久性能惡化。因此變形高溫合金傳統(tǒng)上都要經(jīng)過(guò)固溶處理，使合金充分再結(jié)晶，使晶粒長(zhǎng)大，減少晶界數(shù)量，進(jìn)而提高合金的高溫性能，特別是持久性能。但不能使晶粒異常長(zhǎng)大，固溶處理溫度通常都選在合金剛好完全再結(jié)晶的溫度點(diǎn)上。本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化的時(shí)效處理，控制晶界析出相的析出數(shù)量及形態(tài)，強(qiáng)化晶界的強(qiáng)度，使得晶界強(qiáng)度在高溫下仍遠(yuǎn)高于晶內(nèi)強(qiáng)度，因此晶界數(shù)量的增加不但沒(méi)有惡化持久性能，反而提高了持久性能，同時(shí)細(xì)晶還極大地提高了合金的室溫性能。本發(fā)明具體提供了一種優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，其特征在于，熱處理工藝為700 750°C，6 10小時(shí)，40 60°C /h冷卻，600 650°C，6 10小時(shí)，空冷。本發(fā)明提供的一種優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，其特征在于，熱處理優(yōu)選工藝為720 730°C,8小時(shí)，55°C /h冷卻，620 630°C，8小時(shí)，空冷。
本發(fā)明提供的一種優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，其特征在于，熱處理最佳工藝為:730°C,8小時(shí)，55°C /h冷卻，620°C，8小時(shí)，空冷。當(dāng)采用此最佳工藝對(duì)GH706合金進(jìn)行熱處理后，所得合金的拉伸性能、沖擊性能以及持久性能等綜合性能最佳，并且持久壽命方面表現(xiàn)突出，不僅為傳統(tǒng)熱處理后合金持久壽命的3倍以上，其持久延伸率也遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)熱處理處理所得合金。采用此特殊的熱處理方法可以在獲得細(xì)小晶粒的同時(shí)改善了晶界η相析出的數(shù)量及形態(tài)，同時(shí)對(duì)晶內(nèi)析出Y'、、"幾乎沒(méi)有影響，細(xì)小的晶粒度使得合金的強(qiáng)度及韌性獲得了較大的提高，而晶界n相的改善使得合金的高溫持久性能大幅提高。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、簡(jiǎn)化了熱處理環(huán)節(jié)，降低了生產(chǎn)成本和工藝復(fù)雜性。2、改善了晶界析出η相的形貌及數(shù)量，強(qiáng)化了晶界，極大提高了合金的持久性能。3、獲得了較細(xì)的晶粒尺寸，改善了合金的拉伸強(qiáng)度及韌性。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)詳述本發(fā)明一、合金成分見(jiàn)表1合金按真空感應(yīng)熔煉冶煉得到下述成分合金。表1 使用的GH706合金成分(Wt % )

二、合金的均勻化處理均勻化工藝為1160°C，15小時(shí)，1190°C，20小時(shí)，空冷到室溫。三、合金的熱加工加熱溫度1120士 10°C，2小時(shí)開(kāi)鍛溫度1100士10°C停鍛溫度>950°C四、合金的熱處理比較例1合金A，采用成分1，處理制度(傳統(tǒng)熱處理)980°C，1小時(shí)，空冷到室溫，730°C， 8小時(shí)，55°C /h爐冷，620°C，8小時(shí)，空冷。比較例2合金B(yǎng)，采用成分2，處理制度(傳統(tǒng)熱處理)980°C，1小時(shí)，空冷到室溫，730°C， 8小時(shí)，55°C /h爐冷，620°C，8小時(shí)，空冷。實(shí)施例1
合金C，采用成分1，處理制度700°C，8室溫。實(shí)施例2合金D，采用成分1，處理制度700°C，8室溫。實(shí)施例3合金E，采用成分1，處理制度750°C，8室溫。實(shí)施例4合金F，采用成分1，處理制度750°C，8室溫。實(shí)施例5合金G，采用成分1，處理制度730°C，8室溫。實(shí)施例6合金H，采用成分1，處理制度730°C，8室溫。實(shí)施例7合金I，采用成分1，處理制度730°C，8室溫。實(shí)施例8合金J，采用成分1，處理制度720°C，8室溫。實(shí)施例9合金K，采用成分1，處理制度730°C，6室溫。實(shí)施例10
合金L，采用成分1，處理制度730°C, 10小時(shí)，55°C /h爐冷，620°C，10小時(shí)，空冷
到室溫。實(shí)施例11合金M，采用成分2，處理制度:730°C,8小時(shí)，55°C /h爐冷，620°C，8小時(shí)，空冷到室溫。五、合金性能1)、室溫及650°C拉伸性能按照GB/T 228-2002及GB/T4338-2006要求，對(duì)熱處理后GH706合金的室溫及 650°C拉伸性能進(jìn)行測(cè)試，如表2所示。從結(jié)果看，比較例的650°C屈服強(qiáng)度相對(duì)實(shí)施例降低了 IOOMPa左右，抗拉強(qiáng)度也有50MPa的減少，延伸率與其它處理處于相同水平。表2合金的室溫及650°C拉伸性能
、時(shí)，55°C /h爐冷，600°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，55°C /h爐冷，650°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，55°C /h爐冷，600°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，55°C /h爐冷，650°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，55°C /h爐冷，620°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，40°C /h爐冷，620°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，60°C /h爐冷，620°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，55°C /h爐冷，620°C，8小時(shí)，空冷到 、時(shí)，55°C /h爐冷，620°C，6小時(shí)，空冷到
權(quán)利要求
1.一種優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，其特征在于，熱處理工藝為700 750°C，6 10小時(shí)，40 60°C /h冷卻，600 650°C，6 10小時(shí)，空冷。
2.按照權(quán)利要求1所述優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，其特征在于，熱處理工藝為 720 730°C,8小時(shí)，55°C /h冷卻，620 630°C，8小時(shí)，空冷。
3.按照權(quán)利要求1所述優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，其特征在于，熱處理工藝為 730°C,8小時(shí)，55°C /h冷卻，620°C，8小時(shí)，空冷。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)化GH706合金的熱處理方法，主要是優(yōu)化GH706合金力學(xué)性能的熱處理方法，該方法能使GH706合金具有更高的持久性能、拉伸性能及沖擊性能。其特征在于，熱處理工藝為700～750℃，6～10小時(shí)，55℃/h冷卻，600～650℃，6～10小時(shí)，空冷。
文檔編號(hào)C22F1/16GK102199742SQ201010131039
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者于連旭, 信昕, 劉芳, 孫文儒, 張偉紅, 祁峰, 胡壯麒, 賈丹, 郭守仁 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所