CN113943904B - 一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺 - Google Patents
一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113943904B CN113943904B CN202111212095.XA CN202111212095A CN113943904B CN 113943904 B CN113943904 B CN 113943904B CN 202111212095 A CN202111212095 A CN 202111212095A CN 113943904 B CN113943904 B CN 113943904B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- temperature
- resistant alloy
- cooling
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 88
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 37
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 29
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺，包括以下步骤：1)将变形态耐热合金加热至晶界第二相溶解温度以下100～150℃，进行固溶处理30～45min后冷却；2)将经步骤1)处理后的耐热合金加热至完全奥氏体化温度以上50℃以内，进行时效处理后冷却。本发明通过简单热处理，控制合金组织形貌，在保证650℃高温拉伸屈服强度不损失的情况下，高温延伸率提高70％以上。
Description
技术领域
本发明涉及耐热合金热处理领域，具体为一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺。
背景技术
全球气候变暖已成为当今世界上的重大问题之一。为了应对全球气候变暖，改善人类生存环境，需要不断降低二氧化碳和一氧化碳等温室气体的排放。提高火电机组参数，是降低二氧化碳和一氧化碳排放，提高热效率的有效途径之一。但提高火电机组参数，对锅炉关键高温部件的选材具有更高的要求。
锅炉关键高温部件，不仅要求耐热合金具有较高的高温强度、抗烟气腐蚀、抗蒸汽氧化腐蚀，同时要具有较好的高温塑性。锅炉关键部件，承受较大的应力及较高的温度，若耐热合金具有较高的高温拉伸塑性，机组日常检修过程中可以及时发现塑性损伤区，进行更换，避免突然发生失效，造成人员和财产的损失，提高的火电机组的运行的安全性和经济性。
若耐热合金基体主要为马氏体基体，则合金中具有较高的位错密度，在高温下具有良好的强度，塑性稍差。过去，通常是通过提高合金组织中奥氏体的含量来提高其拉伸塑性。然而，奥氏体相对于马氏体而言具有较高的塑性，但强度不高。因此，通过提高奥氏体含量来提高耐热合金的高温拉伸塑性，往往会导致高温屈服强度降低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供了一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺，能够在保证在650℃高温拉伸屈服强度不损失的前提下，高温拉伸塑性提高70％以上，为火电机组的高温安全运行提供保障。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺，包括以下步骤：
1)将变形态耐热合金加热至晶界第二相溶解温度以下100～150℃，进行固溶处理30～45min后冷却；
2)将经步骤1)处理后的耐热合金加热至完全奥氏体化温度以上50℃以内，进行时效处理后冷却。
本发明中进一步的改进在于，变形态耐热合金按照质量百分数计，包括：C：0.05～0.08％，Cr：11.5～15％，Ni：0.9～1.6％，Mn：5～10％，Si：0.2～0.5％，B：0.003～0.007％，Mo：0.5～1.5％，W：4～6％，Cu：≤1.2％，Al：≤1.5％，余量为Fe。
本发明中进一步的改进在于，将变形态耐热合金以不高于15℃/min的升温速率加热至晶界第二相溶解温度以下100～150℃。
本发明中进一步的改进在于，将经步骤1)处理后的耐热合金以低于10℃/min的升温速率缓慢加热至完全奥氏体化温度以上50℃以内。
本发明中进一步的改进在于，步骤2)中时效处理的时间为4～12h。
本发明中进一步的改进在于，步骤1)和步骤2)中，采用水冷的方式进行冷却。
本发明中进一步的改进在于，水冷采用的冷却液温度不高于30℃。
本发明中进一步的改进在于，经步骤1和步骤2)处理后的耐热合金在650℃下，高温延伸率提高70％以上。
与现有技术相比，本发明具以下有益的技术效果：
本发明中通过加热至晶界第二相溶解温度以下100～150℃，固溶处理的保温时间控制在30～45min，然后冷却至室温。固溶处理温度的控制是其保证基体对元素的溶解度，激活元素的扩散能力。固溶处理时间的控制是为了使其在热加工过程中在晶粒内析出的析出相溶解于基体，促使冷却过程中在奥氏体与马氏体两相界面形成不连续分布的颗粒状析出相，提高相界面的强度，防止合金沿晶界开裂，保证耐热合金具有良好的拉伸塑性。
进一步的，本发明中采用不高于15℃/min的升温速率进行缓慢加热是为了降低加热过程中的热应力。
进一步的，以不高于30℃的冷却介质进行水冷，目的是使合金内的部分奥氏体转化成马氏体，而在奥氏体晶粒内形成大量淬火孪晶，为时效过程析出相析出提供形核质点。
进一步的，本发明中，以不高于10℃/min的升温速率缓慢加热至完全奥氏体化Ac3温度以上50℃以内，保温4～12h，进行时效处理，完成后水冷至室温。时效处理的温度的控制是为了保证奥氏体基体内析出相的形核率及析出相的长大驱动力，确保在奥氏体基体内析出大量弥散的析出相。时效时间的控制是为了控制析出相的尺寸，确保在奥氏体基体内的析出相的尺寸不大于1μm。马氏体为具有高密度位错的BCT(四角体心)结构相对于奥氏体FCC(面心立方体)结构具有更高的强度。通过时效处理，在奥氏体基体内析出细小的析出相，提高奥氏体强度，使其马氏体与奥氏体两相具有良好的性能匹配，保证合金在变形过程中具有良好的塑性情况下，强度不损失。经本发明工艺处理得到的耐热合金的组织具有在650℃下的拉伸屈服强度不损失，高温拉伸延伸率提高70％以上的性能，是保证合金强度不损失，提高高温拉伸塑性的有效途径之一。
附图说明
图1为经本发明实施例1所述的方法步骤1处理后的组织结构图；
图2为经本发明实施例1所述的方法热处理后的组织结构图；
图3为经本发明实施例2所述的方法热处理后的组织结构图；
图4为经本发明对比例1所述的方法热处理后的组织结构图；
图5为经本发明对比例2所述的方法热处理后的组织结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，所述是对本发明的解释不是限定。
本发明的一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺，包括如下步骤：
1)取变形态耐热合金，该变形态耐热合金按照质量百分数计，包括：C：0.05～0.08％，Cr：11.5～15％，Ni：0.9～1.6％，Mn：5～10％，Si：0.2～0.5％，B：0.003～0.007％，Mo：0.5～1.5％，W：4～6％，Cu：≤1.2％，Al：≤1.5％，余量为Fe；
2)将变形态耐热合金以不高于15℃/min的升温速率加热至晶界第二相溶解温度以下100～150℃，保温30～45min，进行固溶处理，然后水冷却至室温，确保第二相颗粒在奥氏体与马氏体两相晶界界面处以块状的形态不连续地析出，并覆盖两相晶界40％以上，平均尺寸在0.5～4μm之间；
3)将经步骤2)处理后的耐热合金以低于10℃/min的升温速率缓慢加热至完全奥氏体化Ac3温度以上50℃以内，并保温4～12h，进行时效处理，完成后冷却至室温，确保在奥氏体晶粒内析出大量强化相，平均尺寸不超过1μm，体积分数不低于5％；
4)采用水冷的方式进行冷却，水冷采用的冷却液温度不高于30℃。
下面为具体实施例。
表1以下实施例1-2及对比例1-2中所用耐热合金的化学成分
实施例1
步骤1：取成分为表1中耐热合金1的变形态耐热合金，对该耐热合金晶界第二相析出温度和完全奥氏体化Ac3温度通过实验仪器进行测量，分别为1102℃和700.6℃。现将该耐热合金以每min15℃的升温速率加热至1000℃，保温30min，完成固溶处理，随后水冷至室温，水冷采用的冷却介质的温度不高于30℃，获得固溶处理后的样品，固溶处理后的样品的组织形貌如图1所示。从图1中可以看出经步骤1处理后耐热合金的奥氏体与马氏体晶界处析出块状不连续析出相，其平均尺寸不超过4μm。
步骤2：将固溶处理后的样品以每min10℃的升温速率加热至750℃，保温12h，完成时效处理，随后水冷，冷却介质温度不高于30℃，获得的组织如图2所示。从图2可以看出，经步骤2处理后的耐热合金微观组织结构主要由马氏体与奥氏体两相组成。其中，马氏体呈板条状，体积百分数不低于80％；奥氏体晶粒为长条状，尺寸不超过10μm，体积数在10％～20％，并且在奥氏体晶粒内析出大量细小析出相，尺寸不超过1μm，体积分数不低于5％。
实施例2
步骤1：取成分为表1中耐热合金2的变形态的耐热合金，对该耐热合金晶界第二相析出温度和完全奥氏体化Ac3温度通过实验仪器进行测量，分别为1108℃和706.4℃。现将该耐热合金以15℃/min的升温速率加热至990℃，保温30min，完成固溶处理，随后水冷至室温，水冷采用的冷却介质温度不高于30℃。经步骤1处理后，在奥氏体与马氏体晶界处不连续析出块状的物相，其平均尺寸不超过4μm。
步骤2：将固溶处理后的样品以10℃/mim的升温速率加热至750℃，保温12h，完成时效处理，随后水冷，冷却介质温度不高于30℃。获得固溶处理后的样品，固溶处理后的样品的组织如图3所示，从图3可以看出，经步骤2处理后的耐热合金微观组织结构主要由马氏体与奥氏体两相组成。其中，马氏体呈板条状，体积百分数不低于80％；奥氏体晶粒为长条状，尺寸不超过10μm，体积数在10％～20％，并且在奥氏体晶粒内析出大量细小析出相，尺寸不超过1μm，体积分数不低于5％。
对比例1
取成分为表1中耐热合金1的变形态耐热合金，将该耐热合金放入高温热处理炉进行固溶处理，固溶处理的温度为1100℃，保温时间为30min，水冷至室温。再将固溶处理后的合金样品放入热处理炉中加热至750℃，保温12h，水冷至室温，获得的组织如图4所示。
对比例2
取成分为表1中耐热合金2的变形态耐热合金，将该耐热合金放入高温热处理炉进行固溶处理，固溶处理的温度为1100℃，保温30min，水冷至室温。再将固溶处理后的合金样品放入热处理炉中加热至710℃，保温8h，水冷至室温，如图5所示。
本发明对实施例1-2以及对比例1-2的合金650℃高温拉伸塑性以及强度进行测试，结果见表2。
表2实施例1-2以及对比例1-2的合金高温拉伸塑性以及强度测试结果
从表2可以看出，耐热合金经过热处理后在650℃高温屈服强度不损失的情况下高温延伸率提高70％以上。
实施例3
步骤1：变形态的耐热合金按重量百分比包括以下组分，C：0.05％，Cr：11.5％，Ni：1.6％，Mn：10％，Si：0.3％，B：0.007％，Mo：1.5％，W：4％，Cu：1.2％，Al：1％，余量为Fe。
经测量该合金晶界第二相析出温度为1106℃，其完全奥氏体化Ac3温度为705℃。现将该耐热合金以15℃/min的升温速率加热至998℃，保温30min，完成固溶处理，随后水冷至室温，水冷采用的冷却介质温度不高于30℃。经固溶处理后，在奥氏体与马氏体晶界处不连续析出块状物相，其平均尺寸不超过4μm。
步骤2：将固溶处理后的样品以10℃/min的升温速率加热至760℃，保温12h，完成时效处理，随后水冷，冷却介质温度不高于30℃。
经步骤2处理后的耐热合金微观组织结构主要由马氏体与奥氏体两相组组成，马氏体呈板条状，体积百分数不低于80％；奥氏体晶粒为长条状，尺寸不超过10μm，体积数在10％～20％，并且在奥氏体晶粒内析出大量细小析出相，尺寸不超过1μm，体积分数不低于5％。在650℃高温屈服强度不损失的情况下，高温延伸率提高70％以上。
实施例4
步骤1：变形态的耐热合金按重量百分比包括以下组分，C：0.08％，Cr：12％，Ni：1.3％，Mn：5％，Si：0.4％，B：0.003％，Mo：1％，W：5％，Cu：0.5％，Al：1.5％，余量为Fe。
经测量该合金晶界第二相析出温度为1110℃，其完全奥氏体化Ac3温度为716℃。现将该耐热合金以15℃/min的升温速率加热至1010℃，保温30min，完成固溶处理，随后水冷至室温，水冷采用的冷却介质温度不高于30℃。经固溶处理后，在奥氏体与马氏体晶界处不连续析出块状物相，其平均尺寸不超过4μm。
步骤2：将固溶处理后的样品以10℃/min的升温速率加热至720℃，保温12h，完成时效处理，随后水冷，冷却介质温度不高于30℃。
经步骤2处理后的耐热合金微观组织结构主要由马氏体与奥氏体两相组成，马氏体呈板条状，体积百分数不低于80％；奥氏体晶粒为长条状，尺寸不超过10μm，体积数在10％～20％，并且在奥氏体晶粒内析出大量细小析出相，尺寸不超过1μm，体积分数不低于5％。在650℃高温屈服强度不损失的情况下，高温延伸率提高70％以上。
实施例5
步骤1：变形态的耐热合金按重量百分比包括以下组分，C：0.07％，Cr：13％，Ni：1.2％，Mn：7％，Si：0.5％，B：0.004％，Mo：0.5％，W：6％，Cu：0.1％，Al：0.1％，余量为Fe。
经测量该合金晶界第二相析出温度为1107℃，其完全奥氏体化Ac3温度为708℃。现将该耐热合金以15℃/min的升温速率加热至1005℃，保温30min，完成固溶处理，随后水冷至室温，水冷采用的冷却介质温度不高于30℃。经固溶处理后，在奥氏体与马氏体晶界处不连续析出块状物相，其平均尺寸不超过4μm。
步骤2：将固溶处理后的样品以10℃/min的升温速率加热至740℃，保温12h，完成时效处理，随后水冷，冷却介质温度不高于30℃。
经步骤2处理后的耐热合金微观组织结构主要由马氏体与奥氏体两相组成。其中，马氏体呈板条状，体积百分数不低于80％；奥氏体晶粒为长条状，尺寸不超过10μm，体积数在10％～20％，并且在奥氏体晶粒内析出大量细小析出相，尺寸不超过1μm，体积分数不低于5％。在650℃高温屈服强度不损失的情况下，高温延伸率提高70％以上。
实施例6
步骤1：变形态耐热合金按重量百分比包括以下组分，C：0.06％，Cr：15％，Ni：0.9％，Mn：8％，Si：0.2％，B：0.005％，Mo：1.2％，W：6％，余量为Fe。
经测量该合金晶界第二相析出温度为1120℃，其完全奥氏体化Ac3温度为721℃。现将该耐热合金以15℃/min的升温速率加热至1020℃，保温30min，完成固溶处理，随后水冷至室温，水冷采用的冷却介质温度不高于30℃。经固溶处理后，在奥氏体与马氏体晶界处不连续析出块状物相，其平均尺寸不超过4μm。
步骤2：将固溶处理后的样品以每min10℃的升温速率加热至725℃，保温12h，完成时效处理，随后水冷，冷却介质温度不高于30℃。
经步骤2耐热合金微观组织结构主要由马氏体与奥氏体两相组成。马氏体呈板条状，体积百分数不低于80％；奥氏体晶粒为长条状，尺寸不超过10μm，体积数在10％～20％，并且在奥氏体晶粒内析出大量细小析出相，尺寸不超过1μm，体积分数不低于5％。在650℃高温屈服强度不损失的情况下，高温延伸率提高70％以上。
Claims (2)
1.一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)将变形态耐热合金加热至晶界第二相溶解温度以下100～150℃，进行固溶处理30～45min后冷却；
2)将经步骤1)处理后的耐热合金加热至完全奥氏体化温度以上50℃以内，进行时效处理后冷却；
其中，变形态耐热合金按照质量百分数计，包括：C：0.05～0.08％，Cr：11.5～15％，Ni：0.9～1.6％，Mn：5～10％，Si：0.2～0.5％，B：0.003～0.007％，Mo：0.5～1.5％，W：4～6％，Cu：≤1.2％，Al：≤1.5％，余量为Fe；
将变形态耐热合金以不高于15℃/min的升温速率加热至晶界第二相溶解温度以下100～150℃；
将经步骤1)处理后的耐热合金以低于10℃/min的升温速率缓慢加热至完全奥氏体化温度以上50℃以内；
时效处理的时间为4～12h；
步骤1)和步骤2)中，采用水冷的方式进行冷却；
水冷采用的冷却液温度不高于30℃。
2.根据权利要求1所述的一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺，其特征在于，经步骤1和步骤2)处理后的耐热合金在650℃下，高温延伸率提高70％以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111212095.XA CN113943904B (zh) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111212095.XA CN113943904B (zh) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113943904A CN113943904A (zh) | 2022-01-18 |
| CN113943904B true CN113943904B (zh) | 2022-04-22 |
Family
ID=79331431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111212095.XA Active CN113943904B (zh) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113943904B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020110476A1 (en) * | 2000-12-14 | 2002-08-15 | Maziasz Philip J. | Heat and corrosion resistant cast stainless steels with improved high temperature strength and ductility |
| CN104046891A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | 香港城市大学 | 纳米金属间化合物强化的超高强度铁素体钢及其制造方法 |
| JP2017166004A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 加工性、高温強度および時効後の靱性に優れたオーステナイト系耐熱鋼 |
| CN108396223A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-14 | 东北大学 | 一种超级奥氏体不锈钢及其合金成分优化设计方法 |
-
2021
- 2021-10-18 CN CN202111212095.XA patent/CN113943904B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020110476A1 (en) * | 2000-12-14 | 2002-08-15 | Maziasz Philip J. | Heat and corrosion resistant cast stainless steels with improved high temperature strength and ductility |
| CN104046891A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | 香港城市大学 | 纳米金属间化合物强化的超高强度铁素体钢及其制造方法 |
| JP2017166004A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 加工性、高温強度および時効後の靱性に優れたオーステナイト系耐熱鋼 |
| CN108396223A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-14 | 东北大学 | 一种超级奥氏体不锈钢及其合金成分优化设计方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113943904A (zh) | 2022-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108998638B (zh) | 一种620℃以上超超临界汽轮机铸件的热处理方法 | |
| JPS61127815A (ja) | 高アレスト性含Ｎｉ鋼の製造法 | |
| JP2013533921A (ja) | 高温用途向けの焼きもどしマルテンサイト系耐熱鋼の製造方法 | |
| CN100507051C (zh) | 具有纳米析出相强化的铁素体系耐热钢及其制造方法 | |
| CN108251759A (zh) | 逆变奥氏体韧化的马氏体不锈钢及其制造方法 | |
| CN105063291A (zh) | 一种提高13Cr9Mo2Co1NiVNbNB锻件冲击性能的热处理方法 | |
| CN112280941B (zh) | 一种基于层错能调控的超高强塑韧性贝氏体钢制备方法 | |
| CN111471898B (zh) | 一种低膨胀高温合金及其制备工艺 | |
| CN110283974A (zh) | 一种压力容器用12Cr2Mo1V钢锻件的热处理工艺 | |
| CN106148826A (zh) | 一种Al,Cu增强高强不锈耐热钢及制备方法 | |
| CN115029514A (zh) | 高强韧马氏体不锈钢组织性能调控热处理方法 | |
| CN111118258A (zh) | 一种提升00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢低温冲击韧性的热处理方法 | |
| CN106939396B (zh) | 一种获得镍铁铬基变形高温合金弯曲锯齿晶界的热处理工艺 | |
| CN108165714A (zh) | 提高05Cr17Ni4Cu4Nb钢强度的热处理工艺 | |
| CN113943904B (zh) | 一种提高耐热合金高温拉伸塑性的热处理工艺 | |
| CN110106397A (zh) | 一种耐高温螺栓合金材料及螺栓的制造方法 | |
| CN112375994B (zh) | 一种铁基变形高温合金强韧化的热处理工艺 | |
| CN109967674A (zh) | 核电蒸汽发生器用高温合金锻件的制造方法 | |
| CN113528979B (zh) | 一种成分优化的高强度rafm钢及其热处理工艺 | |
| CN112280942A (zh) | 马氏体不锈钢2Cr13线材退火工艺 | |
| CN114480952B (zh) | 一种高强高韧的含Cu低碳马氏体不锈钢及其热处理工艺 | |
| CN109457091A (zh) | 一种制备粗晶铁锰硅基形状记忆合金的方法 | |
| CN114959493A (zh) | 面向氧化物无害化增材制造超低温高强韧不锈钢 | |
| CN111979389A (zh) | 一种铁素体低温钢锻件及其低温深冷制备方法 | |
| CN111206194A (zh) | 一种制备高综合性能铝合金的热机械处理工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |