一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及高温合金材料技术领域，更具体的说涉及一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺。
【背景技术】
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[0002]镍基合金由于在温度超过600°C高温时仍具有优异的综合力学性能，已成为我国航空和航天发动机中关键热端零部件用材，其用量占高温合金总产量的50%以上。
[0003]对于形状复杂的大型镍基合金组织对热加工工艺极为敏感，导致大型锻件热锻成形中易出现粗晶、混晶、开裂等缺陷。
[0004]有研宄表明，δ相的析出对镍基合金有效阻碍裂纹的萌生与扩展，提高合金的强度。当δ相以颗粒状析出并且均匀分布于晶界和晶内时，镍基合金的力学性能最佳，原因是在变形过程中S相对位错的阻碍作用由绕过变成切过机制，合金强度进一步得到提高。而且粒状δ相的存在可以降低峰值应变和促进峰值应力后的流动软化行为。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺，它进一步提高镍基合金的强度，降低其裂纹扩展速率，提高疲劳寿命。
[0006]本发明的技术解决措施如下:
[0007]一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺，包括以下步骤:
[0008](I)对镍基合金圆柱锻棒在1100°C固溶处理I至1.5小时，然后进行水冷至室温；
[0009](2)将完成步骤(I)的镍基合金圆柱锻棒进行热处理，热处理工艺为:在885°C保温5小时，然后在900°C保温4.5至5小时，最后在真空氩气保护下快速冷却；
[0010](3)对完成步骤(2)的镍基合金圆柱锻棒进行冷却至室温后切割成所需形状。
[0011]所述镍基合金圆柱锻棒的成分为(wt% ):Ni为0.53 - 0.55，Cr为0.17 — 0.18，Nb:0.05 — 0.06，Mo 为 0.03-0.04，C 为 0.002 — 0.003 ；Ti 为 0.009-0.01，Al 为 0.005 —0.008，Zr:0.001 — 0.002，B 为 0.0003-0.0004，Si 为 0.0001 — 0.0002，Co 为 0.004-0.005，余下的为Fe。
[0012]所述步骤⑵中热处理工艺还可以为在915°C保温3小时，然后在930°C保温2小时，最后在真空氩气保护下快速冷却。
[0013]本发明的有益效果在于:
[0014]采用本发明可以进一步提高镍基合金的强度，降低其裂纹扩展速率，提高疲劳寿命O
【具体实施方式】
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[0015]下面结合具体的较佳实施例对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，这些实施例仅仅是例示的目的，并不旨在对本发明的范围进行限定。
[0016]实施例1:一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺，包括以下步骤:
[0017](I)进行化学成分配比优化，以挑选出更为合适的合金成分，获得良好的力学性能，并试制出镍基合金圆柱锻棒。此试制方式为现有相关领域中的常用方式，为公知内容，不再详述；
[0018](2)对镍基合金圆柱锻棒在1100°C固溶处理I至1.5小时，然后进行水冷至室温；
[0019](3)将完成步骤(2)的镍基合金圆柱锻棒进行热处理，热处理工艺为:在885°C保温5小时，然后在900°C保温4.5至5小时，最后在真空氩气保护下快速冷却；
[0020](4)对完成步骤(3)的镍基合金圆柱锻棒进行冷却至室温后切割成所需形状。
[0021]所述镍基合金圆柱锻棒的成分为(wt% ):Ni为0.53 — 0.55，Cr为0.17 — 0.18，Nb:0.05 — 0.06，Mo 为 0.03-0.04，C 为 0.002 — 0.003 ；Ti 为 0.009-0.01，Al 为 0.005 —0.008，Zr:0.001 — 0.002，B 为 0.0003-0.0004，Si 为 0.0001 — 0.0002，Co 为 0.004-0.005，余下的为Fe。
[0022]对镍基合金圆柱锻棒在1100°C固溶处理I至1.5小时，主要是消除变形历史带来残余应力、组织和相的不均匀性；
[0023]同时在步骤(3)中，当超过保温时间，就会使得其δ相颗粒化程度趋向于长针状转变，会影响效果，一般时间控制在实施例中所提到的时间内为最佳。
[0024]实施例2:在步骤(3)中，热处理工艺还可以为在915°C保温3小时，然后在930°C保温2小时，最后在真空氩气保护下快速冷却。其余同实施例1。
[0025]其中实施例1和实施例2中的镍基合金圆柱锻棒的成分也可以为(wt% ):Ni为0.53 — 0.55，Cr 为 0.17 — 0.18，Nb:0.05 一 0.06，Mo 为 0.03-0.04，C 为 0.002 — 0.003 ；Ti 为 0.006-0.007，Al 为 0.005 — 0.008，Zr:0.004 — 0.005，B 为 0.0003-0.0004，Si 为0.0003 — 0.0005，Co为0.001-0.002，余下的为Fe。其余同实施例1或实施例2。
[0026]以上实施方式说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种镍基合金成分配比及S相球化热处理工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)对镍基合金圆柱锻棒在1100°C固溶处理I至1.5小时，然后进行水冷至室温； (2)将完成步骤(I)的镍基合金圆柱锻棒进行热处理，热处理工艺为:在885°C保温5小时，然后在900°C保温4.5至5小时，最后在真空氩气保护下快速冷却； (3)对完成步骤(2)的镍基合金圆柱锻棒进行冷却至室温后切割成所需形状。
2.根据权利要求1所述一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺，其特征在于:所述镍基合金圆柱锻棒的成分为(wt%):Ni为0.53 — 0.55，Cr为0.17 — 0.18，Nb:0.05 —0.06，Mo 为 0.03-0.04，C 为 0.002 — 0.003 ；Ti 为 0.009-0.01，Al 为 0.005 — 0.008，Zr:0.001 — 0.002，B 为 0.0003-0.0004，Si 为 0.0001 — 0.0002，Co 为 0.004-0.005，余下的为Fe。
3.根据权利要求1所述一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺，其特征在于:所述步骤(2)中热处理工艺还可以为在915°C保温3小时，然后在930°C保温2小时，最后在真空氩气保护下快速冷却。
【专利摘要】本发明公开了一种镍基合金成分配比及δ相球化热处理工艺，包括以下步骤：（1）对镍基合金圆柱锻棒在1100℃固溶处理1至1.5小时，然后进行水冷至室温；（2）将完成步骤（1）的镍基合金圆柱锻棒进行热处理，热处理工艺为：在885℃保温5小时，然后在900℃保温4.5至5小时，然后在真空氩气保护下快速冷却；（3）对完成步骤（2）的镍基合金圆柱锻棒进行冷却至室温后切割成所需形状。它进一步提高镍基合金的强度，降低其裂纹扩展速率，提高疲劳寿命。
【IPC分类】C22C38-54, C21D6-00
【公开号】CN104805259
【申请号】CN201510191403
【发明人】吴继华, 张新华, 何绍木
【申请人】绍兴文理学院
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月22日