一种含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺的制作方法

文档序号:15576000发布日期:2018-09-29 05:32阅读:269来源:国知局

本发明属于金属材料热处理技术领域,具体涉及一种含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺。



背景技术:

镍基单晶高温合金因其优良的高温力学性能,被广泛用于航空发动机和燃气轮机的热端部件,特别是镍基单晶高温合金具有较高的承温能力和优异的力学性能,使其成为了先进航空涡轮发动机叶片的最佳候选材料。因此,镍基单晶高温合金的发展水平成为衡量一个国家航空科技能力甚至是综合国力的重要标志之一。

镍基单晶高温合金的晶体取向有[001],[010],[100]三个方向,而单晶高温合金存在着明显的各向异性,[001]取向的高温合金相比其他两种晶体取向拥有更高的高温蠕变强度,且在晶粒生长过程中总是优先生长,因此通常将单晶高温合金的晶体取向选择为[001]。而螺旋选晶法是制备晶体取向为[001]的镍基单晶高温合金最常用的方法。

合金在凝固过程中发生了溶质再分配,导致组织严重偏离平衡态组织,产生偏析现象,而对合金进行适当的热处理可以有效的消除合金中存在的偏析现象。热处理工艺通常分为固溶处理和时效处理,固溶处理的主要作用是将合金中粗大的γ′相和γ/γ′共晶全部或大部分固溶,进而提高成分和组织的均匀性,使其在随后的冷却过程中析出均匀细小的γ′相;时效处理则是为了获得合适的基体相γ和沉淀相γ′,γ′相作为高温合金的主要强化相,其形状、尺寸、百分含量及分布等对单晶高温合金力学性能都有重要的影响。热处理工艺能够调整合金中的γ′相的形态和分布,进而影响合金的力学性能。近年来,随着镍基单晶高温合金成分的发展,为了提高合金的高温性能,合金中难熔元素不断增加,导致合金内部的枝晶偏析和共晶偏析加重。例如re等元素的加入显著的提高了合金的高温强度,但由于re是一种强烈的负偏析元素,会促进其它元素的偏析,导致合金的组织均匀性降低。因此,研究高合金化的高温合金的热处理工艺变的愈来愈重要和困难。

固溶热处理的温度通常介于γ′相的全溶温度和合金的初熔温度之间,而在较高温度下对合金进行固溶热处理能够促进合金元素的充分扩散,使合金组织变的更加均匀。为了提高镍基单晶高温合金的固溶处理温度,研究人员在开始阶段去除了c、b、hf等晶界强化元素,合金的液相线和固相线的温度都得到大幅度提高。然而合金中出现的小角度晶界在制备工艺上难以有效的消除,研究发现小角度晶界缺陷的存在降低了高温合金的蠕变性能。为解决这一问题研究人员在高温合金中重新引入c、b、hf等晶界强化元素来强化这一薄弱环节。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供了一种含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺。该工艺促进了含硼镍基单晶高温合金中具有粗大结构的γ′相的溶解,显著地消除含硼镍基单晶高温合金组织中的元素偏析和共晶组织,提高了合金组织的均匀性,消除了晶界强化元素对合金的影响,提高了合金的抗蠕变性能。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,其特征在于,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co11.3%~12.3%,cr4.4%~5.3%,w5.71%~6.6%,mo1.01%~1.04%,re4.8%~5.2%,al5.9%~6.3%,ta7.8%~8.1%,hf0.05%~0.09%,c0.08%~0.09%,b0.008%~0.016%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将镍粒、钴粒、铬粒、钨粒、钼粒、铼粒、铝粒、钽粒、铪粒、碳粉和硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行固溶处理;所述固溶处理的温度为1280℃~1315℃,时间为15h~47h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1050℃~1100℃处理4h~6h,然后在870℃处理20h~24h。

上述的一种含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,其特征在于,步骤二中所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm。

上述的一种含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,其特征在于,步骤三中所述固溶处理为二级固溶处理,所述二级固溶处理的具体过程为:先在1285℃~1310℃处理8h,然后在1290℃~1315℃处理15h。

上述的一种含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,其特征在于,步骤三中所述固溶处理和步骤四中所述时效处理采用的设备均为sx2-9-17tp高温箱式炉,所述sx2-9-17tp高温箱式炉的最大升温速率为10℃/min,控温精度为±1℃。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、本发明的热处理工艺作用于本发明具有特定组分及含量的含硼镍基单晶高温合金,显著地消除含硼镍基单晶高温合金组织中的元素偏析和共晶组织,提高了合金组织的均匀性,降低了晶界强化元素对合金的影响,提高了合金的抗蠕变性能。

2、本发明的热处理工艺促进了含硼镍基单晶高温合金中具有粗大结构的γ′相的溶解,有效消除了合金凝固过程中发生的二次枝晶偏析和共晶组织,随着固溶处理的时间增长,合金中的γ′相尺寸越均匀,共晶逐渐减少,碳化物的尺寸减小且碳化物形貌从汉字体状向块状、杆状变化,最终得到的主要强化相γ′相的形貌规则,尺寸均匀,从而提高了含硼镍基单晶高温合金的抗蠕变性能、组织稳定性和持久性,因此本发明热处理后的含硼镍基单晶高温合金在服役过程中会展现出比其他合金更加出色的力学综合性能。

3、本发明二级固溶处理通过采用两段不同温度和时间的固溶强化,突破了单级固溶的温度限制,提高了γ′相的固溶度,同时避免了固溶温度过高、时间过长导致的合金晶粒粗大和过烧,为后续时效处理提供了较多的强化相,进而提高含硼镍基单晶高温合金的力学性能。

4、本发明的热处理工艺优化了含硼镍基单晶高温合金的组织结构,经热处理后的含硼镍基单晶高温合金中γ′相的形貌转变为规则的立方体状、尺寸范围为300nm~500nm,体积分数最高为60%,大大改善了含硼镍基单晶高温合金的力学性能。

下面通过附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1得到的含硼镍基单晶高温合金棒的枝晶组织形貌图。

图2是本发明实施例1得到的含硼镍基单晶高温合金棒的枝晶间γ′相形貌尺寸图。

图3是本发明实施例1得到的含硼镍基单晶高温合金棒的枝晶干γ′相形貌尺寸图。

图4是本发明实施例1得到的含硼镍基单晶高温合金棒的碳化物形貌图。

图5是本发明实施例1得到的含硼镍基单晶高温合金棒的碳化物edc图。

图6是本发明实施例1得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的显微组织图。

图7是本发明实施例1得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的γ′相形貌尺寸图。

图8是本发明实施例1得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的碳化物形貌图。

图9是本发明实施例1得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的碳化物edc图。

图10是本发明实施例5得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的显微组织图。

图11是本发明实施例5得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的γ′相形貌尺寸图。

图12是本发明实施例6得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的显微组织图。

图13是本发明实施例6得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的γ′相形貌尺寸图。

具体实施方式

本发明实施例1、实施例5和实施例6中对含硼镍基单晶高温合金的显微组织进行观察的方法具体如下:(1)预处理:依次采用800#、1000#、1200#、1500#、2000#的金相砂纸对含硼镍基单晶高温合金进行逐级研磨,然后采用金刚石粒度为1μm的金刚石抛光剂进行抛光,再经水和乙醇清洗后用吹风机吹干;(2)浅层腐蚀:采用质量浓度为68%的hno3溶液、质量浓度为40%的hf溶液和质量浓度为99%的c3h8o3按照体积比1:2:3配制成的浅层腐蚀液将经预处理后的含硼镍基单晶高温合金腐蚀9s,观察含硼镍基单晶高温合金的γ′相及共晶组织显微组织,然后用乙醇清洗经腐蚀后的含硼镍基单晶高温合金并用吹风机吹干,再采用光学显微镜(型号dm-4000m,leica,germany)观察放大50×后的一次和二次枝晶样貌;(3)采用质量浓度为68%的hcl溶液、质量浓度为30%的h2o2溶液按照体积比7:3配制成的深层腐蚀液将经预处理后的含硼镍基单晶高温合金腐蚀40min,然后采用扫描电镜(zeisssigma,germany)观察放大3000×后的碳化物和共晶组织,并在碳化物上打点进行eds分析,从而确定碳化物的化学成分,根据eds的元素含量分析结果判断热处理后合金的碳化物是否发生转变。

实施例1

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co11.3%,cr4.4%,w5.71%,mo1.01%,re4.8%,al5.9%,ta7.8%,hf0.05%,c0.08%,b0.008%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1177.4g镍粒、226g钴粒、88g铬粒、114.2g钨粒、20.2g钼粒、96g铼粒、118g铝粒、156g钽粒、1g铪粒、1.6g碳粉和1.6g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行二级固溶处理;所述二级固溶处理的具体过程为:先在1310℃处理8h,然后在1315℃处理15h;所述二级固溶处理的设备为sx2-9-17tp型号的高温箱式炉,该高温箱式炉的最大升温速率可达10℃/min,控温精度为±1℃;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1100℃处理4h,然后在870℃处理24h;所述时效处理的设备为sx2-9-17tp型号的高温箱式炉,该高温箱式炉的最大升温速率可达10℃/min,控温精度为±1℃。

图1是本实施例得到的含硼镍基单晶高温合金棒的枝晶组织形貌图,从图1可以看出本实施例的含硼镍基单晶高温合金棒的组织为较为粗大的树枝晶状,偏析明显,经测量,该组织的一次枝晶间距为350μm,二次枝晶间距为80μm,合金的组织除分布于γ基体的细小γ′析出相外,在枝晶间还存在着少量白色块状形貌的γ/γ′共晶,不均匀分布于枝晶间,合金组织中γ/γ′共晶的平均体积分数为1.2%。

图2是本实施例得到的含硼镍基单晶高温合金棒的枝晶间γ′相形貌尺寸图,从图2可以看出本实施例得到的含硼镍基单晶高温合金棒中的γ′相的形貌呈不规则分布,采用imageproplus软件测量得出枝晶干的γ′的尺寸范围为228nm~247nm,枝晶间的γ′的尺寸范围为360nm~379nm,而γ′相的形貌和尺寸不规则分布会降低合金的高温力学性能,因此需要对合金进行适当的热处理工艺,调整γ′相的尺寸与形貌,进而提高合金的高温力学性能。

图3是本实施例得到的含硼镍基单晶高温合金棒的枝晶干γ′相形貌尺寸图,从图3可以看出本实施例得到的含硼镍基单晶高温合金棒中的碳化物形貌较为分散,主要由块状、针状和汉字状等形貌组成。

图4是本实施例得到的含硼镍基单晶高温合金棒的碳化物形貌图,图5是图4中的碳化物edc图,将图4和图5结合可以看出本实施例的含硼镍基单晶高温合金棒中的ta元素的质量百分数为71.18%,说明该碳化物的类型为mc型碳化物,其熔点较高,作为合金中的强化相通常在凝固的初期形成。

图6是本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的显微组织图,从图6可以看出本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的显微组织中未出现共晶等有害组织,且在部分区域出现了初熔孔洞,说明本实施例的热处理工艺及参数较为合适。

图7是本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的γ′相形貌尺寸图,从图7可以看出本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的γ′相的形貌呈近似立方体形貌,通过imageproplus软件测量γ′相的尺寸为350nm~420nm。

将图7和图2比较可以看出,图7中γ′相的尺寸相对图2更加均匀,说明本实施例的热处理工艺使含硼镍基单晶高温合金棒中的γ′相规则化显著增加,合金内的元素扩散更加充分,偏析现象得到明显改善。

图8是本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的碳化物形貌图,从图8可以看出本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒中碳化物的形貌呈颗粒状分布。

图9是图8中的碳化物的edc图,从图9可以看出cr、co等元素含量呈上升态势,说明本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒中碳化物的类型已经开始发生转变,从热力学能量角度分析,即合金逐渐向较低能量状态转变,因此碳化物的形貌转变为更加稳定的颗粒状,碳化物类型从mc型转变为m6c或m23c6型。

实施例2

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co11.5%,cr4.6%,w6.0%,mo1.015%,re4.9%,al6.04%,ta7.85%,hf0.06%,c0.083%,b0.01%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1158.84g镍粒、230g钴粒、92g铬粒、120g钨粒、20.3g钼粒、98g铼粒、120.8g铝粒、157g钽粒、1.2g铪粒、1.66g碳粉和0.2g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行三级固溶处理;所述三级固溶处理的具体过程为:先在1295℃处理8h,然后在1300℃处理15h,再在1305℃处理24h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1080℃处理6h,然后在870℃处理20h。

实施例3

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co11.6%,cr4.7%,w6.0%,mo1.02%,re4.95%,al6.05%,ta7.9%,hf0.065%,c0.084%,b0.011%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1152.4g镍粒、232g钴粒、94g铬粒、120g钨粒、20.4g钼粒、99g铼粒、121g铝粒、158g钽粒、1.3g铪粒、1.68g碳粉和0.22g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行二级固溶处理;所述二级固溶处理的具体过程为:先在1295℃处理8h,然后在1300℃处理15h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1080℃处理6h,然后在870℃处理20h。

实施例4

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co11.7%,cr4.8%,w6.2%,mo1.03%,re5.0%,al6.1%,ta8.0%,hf0.07%,c0.085%,b0.012%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1140.06g镍粒、234g钴粒、96g铬粒、124g钨粒、20.6g钼粒、100g铼粒、122g铝粒、160g钽粒、1.4g铪粒、1.7g碳粉和0.24g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行一级固溶处理;所述一级固溶处理的温度为1295℃,时间为15h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1080℃处理6h,然后在870℃处理20h。

实施例5

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co11.8%,cr4.9%,w6.3%,mo1.035%,re5.05%,al6.15%,ta8.05%,hf0.08%,c0.086%,b0.013%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1130.72g镍粒、236g钴粒、98g铬粒、126g钨粒、20.7g钼粒、101g铼粒、123g铝粒、161g钽粒、1.6g铪粒、1.72g碳粉和0.26g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行二级固溶处理;所述二级固溶处理的具体过程为:先在1280℃处理8h,然后在1285℃处理15h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1080℃处理6h,然后在870℃处理24h。

图10是本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的显微组织图,从图10可以看出经过热处理后合金的组织变的均匀,且并未出现共晶等有害相,说明本实施例的热处理工艺使含硼镍基单晶高温合金棒内的元素扩散非常充分,消除了元素偏析和共晶组织。

图11是本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的γ′相形貌尺寸图,从图11可以看出热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒中的γ′相的尺寸较为均匀,且形貌呈现出规则的立方体,通过imageproplus软件测量γ′相的尺寸为380nm,体积分数高达61.2%。

实施例6

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co11.9%,cr5.0%,w6.4%,mo1.036%,re5.1%,al6.16%,ta8.06%,hf0.085%,c0.087%,b0.014%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1123.16g镍粒、238g钴粒、100g铬粒、128g钨粒、20.72g钼粒、102g铼粒、123.2g铝粒、161.2g钽粒、1.7g铪粒、1.74g碳粉和0.28g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行二级固溶处理;所述二级固溶处理的具体过程为:先在1285℃处理8h,然后在1290℃处理15h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1080℃处理6h,然后在870℃处理24h。

图12是本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的显微组织图,从图12可以看出本实施例的经过热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的组织较为均匀,且并未出现共晶等有害相,说明本实施例的热处理工艺使含硼镍基单晶高温合金棒内的元素扩散非常充分,消除了元素偏析和共晶组织。

图13是本实施例得到的热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒的γ′相形貌尺寸图,从图13可以看出本实施例的经过热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒中γ′相的尺寸更为均匀,且形貌呈现出规则的立方体,通过imageproplus软件测量γ′相的尺寸为420nm,体积分数约为53%。

实施例7

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co12.0%,cr5.1%,w6.5%,mo1.037%,re5.15%,al6.2%,ta8.07%,hf0.087%,c0.088%,b0.015%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1115.06g镍粒、240g钴粒、102g铬粒、130g钨粒、20.74g钼粒、103g铼粒、124g铝粒、161.4g钽粒、1.74g铪粒、1.76g碳粉和0.3g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行三级固溶处理;所述三级固溶处理的具体过程为:先在1285℃处理8h,然后在1290℃处理15h,再在1295℃处理24h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1080℃处理6h,然后在870℃处理24h。

实施例8

本实施例的含硼镍基单晶高温合金的热处理工艺,所述含硼镍基单晶高温合金由以下质量百分数的成分组成:co12.3%,cr5.3%,w6.6%,mo1.04%,re5.2%,al6.3%,ta8.1%,hf0.09%,c0.09%,b0.016%,余量为ni;该热处理工艺包括以下步骤:

步骤一、将1099.28g镍粒、246g钴粒、106g铬粒、132g钨粒、20.8g钼粒、104g铼粒、126g铝粒、162g钽粒、1.8g铪粒、1.8g碳粉和0.32g硼粉加入真空感应炉中进行熔炼,然后采用液态金属冷却法进行定向凝固,并采用螺旋选晶法制备得到取向为[001]的含硼镍基单晶高温合金棒坯;所述定向凝固的温度梯度为150k/cm,抽拉速率为100μm/s;

步骤二、将步骤一中得到的含硼镍基单晶高温合金棒坯进行线切割,得到含硼镍基单晶高温合金棒;所述含硼镍基单晶高温合金棒的直径为12mm,长度为5mm;

步骤三、将步骤二中得到的含硼镍基单晶高温合金棒进行三级固溶处理;所述三级固溶处理的具体过程为:先在1280℃处理8h,然后在1285℃处理15h,再在1290℃处理24h;

步骤四、将步骤三中经固溶处理的含硼镍基单晶高温合金棒进行时效处理,得到热处理后的含硼镍基单晶高温合金棒;所述时效处理的具体过程为:先在1050℃处理5h,然后在870℃处理23h。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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