CN104372276A - 改善gh4698合金高温性能的方法 - Google Patents

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Abstract

改善GH4698合金高温性能的方法，本发明涉及GH4698合金高温性能的改进工艺，它为了解决现有工艺处理后的GH4698合金高温力学性能不稳定的问题。改善高温性能的方法：一、将GH4698合金放入热装炉中，炉温升温到980℃±10℃，保温3.5～4.5小时后炉冷至室温，得到预热后的GH4698合金；二、炉温升至1100℃±10℃进行固溶处理；三、炉温升至1000℃±10℃进行二次固溶处理；四、炉温升至775℃±10℃进行时效处理；五、炉温升至700℃±10℃进行补充时效处理。应用本发明热处理工艺后的GH4698合金在温度为750℃条件下，高温持久寿命达到130小时以上。

Description

改善GH4698合金高温性能的方法
技术领域
本发明涉及GH4698合金高温性能的改进工艺，具体涉及应用于提高燃气轮机用涡轮盘以及紧固件等材料高温性能的工艺方法。
背景技术
GH4698在550℃～800℃范围内具有较高的持久强度和拉伸强度，良好的塑性和综合性能，长期使用条件下的组织稳定。因此常用于制作航空发动机涡轮盘、压气机盘、导流片、承力环和紧固件等，也用于制作舰用燃气轮机等大规格涡轮盘等零部件。
由于国产高温合金GH4698普遍存在性能不稳定的现状，尤其是利用现行的工艺热处理方法进行生产，得到的热处理后的GH4698合金在温度为750℃、应力412MPa的实验条件下，高温持久寿命一般为40～70小时，存在着高温持久寿命较短，高温性能不稳定的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有工艺热处理后的GH4698合金高温力学性能不稳定的问题，进而提供改善GH4698合金高温性能的方法。
本发明改善GH4698合金高温性能的方法通过下列步骤实现：
一、预热处理：将GH4698合金放入热装炉中，将炉温升温到980℃±10℃，待炉温稳定后保温3.5～4.5小时，然后炉冷至室温，得到预热后的GH4698合金；
二、固溶处理：将炉温升至1100℃±10℃，待炉温稳定后保温7.5～8.5h，然后将GH4698合金出炉在空气中冷却(AC)至室温，得到固溶后的GH4698合金；
三、二次固溶处理：将固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至1000℃±10℃，待炉温稳定后保温3.5～4.5h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到二次固溶后的GH4698合金；
四、时效处理：将二次固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至775℃±10℃，待炉温稳定后保温15～17h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到时效后的GH4698合金；
五、补充时效处理：将时效后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至700℃±10℃，待炉温稳定后保温15～17h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，完成GH4698合金的高温性能改善。
本发明改善GH4698合金高温性能的方法增加了相变回火预处理，再通过后续结晶退火工艺改善合金微观组织不均匀现象，同时极大地释放了合金内部储存的残余应力，减少了晶粒异常生长的几率，有效地避免了在大小晶粒交界处容易出现的应力集中，从而改善了GH4698合金的高温性能。应用本发明热处理后的GH4698合金在温度为750℃、应力412MPa的实验条件下，高温持久寿命达到130小时以上，是现有工艺处理的GH4698合金高温持久寿命的近3倍。
附图说明
图1是实施例改善GH4698合金高温性能的方法的工艺顺序示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式改善GH4698合金高温性能的方法通过下列步骤实现：
一、预热处理：将GH4698合金放入热装炉中，将炉温升温到980℃±10℃，待炉温稳定后保温3.5～4.5小时，然后炉冷至室温，得到预热后的GH4698合金；
二、固溶处理：将炉温升至1100℃±10℃，待炉温稳定后保温7.5～8.5h，然后将GH4698合金出炉在空气中冷却(AC)至室温，得到固溶后的GH4698合金；
三、二次固溶处理：将固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至1000℃±10℃，待炉温稳定后保温3.5～4.5h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到二次固溶后的GH4698合金；
四、时效处理：将二次固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至775℃±10℃，待炉温稳定后保温15～17h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到时效后的GH4698合金；
五、补充时效处理：将时效后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至700℃±10℃，待炉温稳定后保温15～17h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，完成GH4698合金的高温性能改善。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一待炉温稳定后保温4小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一以50℃/h的冷速炉冷至室温。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三炉温升至1000℃，待炉温稳定后保温4h。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四炉温升至775℃，待炉温稳定后保温16h。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
对比实施例：本实施例热处理GH4698合金的方法通过下列步骤实施：
一、将GH4698合金放入热装炉中，炉温升至1100℃，待炉温稳定后保温8h，然后将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到固溶后的GH4698合金；
二、将固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至1000℃，待炉温稳定后保温4h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到二次固溶后的GH4698合金；
三、将二次固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至775℃，待炉温稳定后保温16h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到时效后的GH4698合金；
四、将时效后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至700℃，待炉温稳定后保温16h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，完成GH4698合金的热处理。
实施例：本实施例改善GH4698合金高温性能的方法通过下列步骤实现：
一、预热处理：将GH4698合金放入热装炉中，炉温升温到980℃，待炉温稳定后保温4小时，然后以50℃/h的冷速炉冷至室温，得到预热后的GH4698合金；
二、固溶处理：将炉温升至1100℃，待炉温稳定后保温8h，然后将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到固溶后的GH4698合金；
三、二次固溶处理：将固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至1000℃，待炉温稳定后保温4h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到二次固溶后的GH4698合金；
四、时效处理：将二次固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至775℃，待炉温稳定后保温16h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到时效后的GH4698合金；
五、补充时效处理：将时效后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至700℃，待炉温稳定后保温16h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，完成GH4698合金的高温性能改善。
对比实施例与本实施例热处理后的高温拉伸性能见表1，高温持久性能见表2；表中Ⅰ代表对比实施例，Ⅱ代表改善GH4698合金高温性能的实施例，表1中的Rm代表抗拉强度，A％代表断后伸长率，Z％代表断面收缩率。表2中的τ/h代表持久时间、R代表应力水平。
表1
表2

Claims (5)

1.改善GH4698合金高温性能的方法，其特征在于是通过下列步骤实现：
一、预热处理：将GH4698合金放入热装炉中，将炉温升温到980℃±10℃，待炉温稳定后保温3.5～4.5小时，然后炉冷至室温，得到预热后的GH4698合金；
二、固溶处理：将炉温升至1100℃±10℃，待炉温稳定后保温7.5～8.5h，然后将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到固溶后的GH4698合金；
三、二次固溶处理：将固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至1000℃±10℃，待炉温稳定后保温3.5～4.5h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到二次固溶后的GH4698合金；
四、时效处理：将二次固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至775℃±10℃，待炉温稳定后保温15～17h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，得到时效后的GH4698合金；
五、补充时效处理：将时效后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至700℃±10℃，待炉温稳定后保温15～17h，将GH4698合金出炉在空气中冷却至室温，完成GH4698合金的高温性能改善。
2.根据权利要求1所述的改善GH4698合金高温性能的方法，其特征在于步骤一待炉温稳定后保温4小时。
3.根据权利要求1所述的改善GH4698合金高温性能的方法，其特征在于步骤一以50℃/h的冷速炉冷至室温。
4.根据权利要求1所述的改善GH4698合金高温性能的方法，其特征在于步骤三炉温升至1000℃，待炉温稳定后保温4h。
5.根据权利要求1所述的改善GH4698合金高温性能的方法，其特征在于步骤四炉温升至775℃，待炉温稳定后保温16h。
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