一种高强度镍合金的热处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种高强度镍合金的热处理方法，其特征在于：所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有：Al、Cr、Co、B、Si、C、Mo、Nb、Ta、Ti、Fe、RE、Cu、Hf、Mn，余量为Ni及不可避免的杂质；热处理方法为：将经过熔炼、铸造、锻造之后的高强度镍合金进行三阶段均匀化处理，之后进行等温轧制处理，然后进行四步时效热处理，得到高强度镍合金；所述高强度镍合金通过特定的合金搭配和制备方法得到特定的微观结构使得该高强度镍合金的具有较好的强度和韧性，并且具有良好的高温性能。
【专利说明】一种高强度镍合金的热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于合金材料热处理领域，特别是涉及一种高强度镍合金及其制热处理方法。
【背景技术】
[0002]高性能结构材料的主要发展方向是研究高强、高韧、高硬、轻质、高抗氧化性并具有良好加工性的新型材料。镍合金具有优越的高温性能和机械性能，是现在应用较为广泛的合金。因此在现代科学领域、国防工业和民用工业中都得到了广泛的应用。然而在实际应用中，其对强度也有非常高的要求，但是在强度提高的时候，往往要对韧性产生影响。其强度提高的情况下，高温性能不尽人意，韧性也不能满足日益多样的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一在于提出一种高强度镍合金的热处理方法；
本发明的目的之二在于提出一种高强度镍合金；
为达此目的，本发明采用以下技术方案:
一种高强度镍合金的热处理方法，所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:Al:3.6~5.8%, Cr: 16~21%，Co:1.8~2.9%, B:2.0~3.2%, Si:1.(Tl.6%, C:0.09~0.2%, Mo:
.1.6^2.4%, Nb:1.2^2.5%, Ta:0.8~L 8%, Ti:0.08~L 08%, Fe:3.8^5.2%, RE:0.12^0.28%, Cu:
.0.98~1.22%, Hf:0.003~0.08%, Mn:0.02~0.068%，余量为Ni及不可避免的杂质；
所述热处理方法为:将经过熔炼、铸造、锻造之后的高强度镍合金进行均匀化处理，之后进行等温轧制处理，然后进行时效热处理，得到高强度镍合金；
所述均匀化为:在1020-1120?保温16~21h进行第一阶段的均匀化，然后再升温到1160-ll80°C，保温25~28h进行第二阶段的均匀化，然后再降温到1080-lll0°C保温18~26h进行第三阶段的均匀化，然后再升温到1150-1170°C，保温28~31h进行第四阶段的均匀化；所述时效热处理为:将等温轧制后的板材进行四步时效热处理，第一步为在700~712°C保温5~9h，随后以52~62 °C /h随炉冷却至605~615 °C后，保温8~10h，空冷到室温；第二步为将板材加热到655~670°C保温7~10h，随后以55~65°C /h随炉冷却至580-600°C后，保温5~7h，空冷到室温；第三步为将板材加热到600-620°C保温6~8h，随后以45~55°C /h随炉冷却至550-570°C后，保温5~7h，空冷到室温；第四步为将板材加热到700-715°C保温6~8h，随后以50~65°C /h随炉冷却至520-580°C后，保温6~8h，空冷到室温。
[0004]作为优选，所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:Al:4.6^4.8%,Cr:18~20%，Co:1.9~2.2%, B:2.8~3.0%, Si:1.4~1.5%, C:0.1-θ.2%, Mo:1.8~2.0%, Nb:
.1.8~2.1%, Ta:0.9~1.0%, Ti:0.1-θ.9%, Fe:4.8~5.0%, RE:0.18~0.20%, Cu:1.00~1.12%, Hf:
.0.04~0.06%, Mn:0.02~0.04%，余量为Ni及不可避免的杂质。
[0005]作为优选，所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:A1:4.7%，Cr:19%，Co:1.9%, B:2.9%, S1:1.4%, C:0.18%, Mo:1.9%, Nb:1.9%, Ta:0.950%, T1:0.6%, Fe:4.9%,RE:0.19%, Cu:1.10%, Hf:0.05%, Mn:0.03%，余量为 Ni 及不可避免的杂质。
[0006]作为优选,所述RE为稀土元素Y。
[0007]作为优选，所述RE为富铈混合稀土。
[0008]一种上述高强度镍合金的热处理方法所制备出的高强度镍合金。
[0009]本发明的效果在于:
通过对元素进行选择和具体元素的含量进行搭配，使得合金性能得到大幅提升；
通过特定的特定的热处理方法，使得合金不仅强度得到大幅提高，韧性也得到较好改
盡.口 ，
通过具体制备方法热处理与具体合金成分和含量的配合，使得高温性能得到大幅提闻。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
一种高强度镍合金的热处理方法，其特征在于:所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:A1:3.6~5.8%, Cr:16%，Co:1.9%, B:2.8%, Si:1.4%, C:0.1%，Mo:1.9%, Nb:
1.8%, Ta:0.9%, Ti:0.8%, Fe:3.9%, RE:0.18%, Cu:1.12%, Hf:0.004%, Mn:0.03%，余量为 Ni及不可避免的杂质；`
所述热处理方法为:将经过熔炼、铸造、锻造之后的高强度镍合金进行均匀化处理，之后进行等温轧制处理，然后进行时效热处理，得到高强度镍合金；
所述均匀化为:在1060°C保温17h进行第一阶段的均匀化，然后再升温到1170°C，保温28h进行第二阶段的均匀化，然后再降温到1085°C保温26h进行第三阶段的均匀化，然后再升温到1158°C，保温31h进行第四阶段的均匀化；
所述时效热处理为:将等温轧制后的板材进行四步时效热处理，第一步为在708°C保温8h，随后以59°C /h随炉冷却至610°C后，保温9h，空冷到室温；第二步为将板材加热到660°C保温8h，随后以58°C /h随炉冷却至590°C后，保温7h，空冷到室温；第三步为将板材加热到610°C保温7h，随后以46°C /h随炉冷却至560°C后，保温6h，空冷到室温；第四步为将板材加热到710°C保温7h，随后以55°C /h随炉冷却至560°C后，保温7h，空冷到室温。
[0011]实施例2:
高强度镍合金的热处理方法，其特征在于:所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:A1:4.7%, Cr:19%, Co:1.9%, B:2.9%, S1:1.4%, C:0.18%, Mo:1.9%, Nb:1.9%, Ta:
0.950%, Ti:0.6%, Fe:4.9%, Y:0.19%, Cu:1.10%, Hf:0.05%, Mn:0.03%，余量为 Ni 及不可避
免的杂质。
[0012]所述热处理方法为:将经过熔炼、铸造、锻造之后的高强度镍合金进行均匀化处理，之后进行等温轧制处理，然后进行时效热处理，得到高强度镍合金；
所述均匀化为:在1060°C保温17h进行第一阶段的均匀化，然后再升温到1170°C，保温28h进行第二阶段的均匀化，然后再降温到1085°C保温26h进行第三阶段的均匀化，然后再升温到1158°C，保温31h进行第四阶段的均匀化；
所述时效热处理为:将等温轧制后的板材进行四步时效热处理，第一步为在708°C保温8h，随后以59°C /h随炉冷却至610°C后，保温9h，空冷到室温；第二步为将板材加热到660°C保温8h，随后以58°C /h随炉冷却至590°C后，保温7h，空冷到室温；第三步为将板材加热到610°C保温7h，随后以46°C /h随炉冷却至560°C后，保温6h，空冷到室温；第四步为将板材加热到710°C保温7h，随后以55°C /h随炉冷却至560°C后，保温7h，空冷到室温。[0013] 实施例3:
一种高强度镍合金的热处理方法，所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:Al:4.7%, Cr:19%, Co:1.9%, B:2.9%, S1:1.4%, C:0.18%, Mo:1.9%, Nb:1.9%, Ta:0.950%,Ti:0.6%, Fe:4.9%,富铈混合稀土:0.19%, Cu:1.10%, Hf:0.05%, Mn:0.03%，余量为 Ni 及不可避免的杂质；
所述热处理方法为:将经过熔炼、铸造、锻造之后的高强度镍合金进行均匀化处理，之后进行等温轧制处理，然后进行时效热处理，得到高强度镍合金；
所述均匀化为:在1020°C保温16h进行第一阶段的均匀化，然后再升温到1160°C，保温25h进行第二阶段的均匀化，然后再降温到1080°C保温18h进行第三阶段的均匀化，然后再升温到1150°C，保温28h进行第四阶段的均匀化；
所述时效热处理为:将等温轧制后的板材进行四步时效热处理，第一步为在700°C保温5h，随后以52°C /h随炉冷却至605°C后，保温8h，空冷到室温；第二步为将板材加热到655°C保温7h，随后以55°C /h随炉冷却至580°C后，保温5h，空冷到室温；第三步为将板材加热到600°C保温6h，随后以45°C /h随炉冷却至550°C后，保温7h，空冷到室温；第四步为将板材加热到 715°C保温8h，随后以65°C /h随炉冷却至580°C后，保温8h，空冷到室温。
【权利要求】
1.一种高强度镍合金的热处理方法，其特征在于:所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:A1:3.6~5.8%, Cr: 16~21%，Co:1.8~2.9%, B:2.0~3.2%, Si:1.(Tl.6%, C:0.09、.2%, Mo:1.6^2.4%, Nb:1.2^2.5%, Ta:0.8^1.8%, T1:0.08^1.08%, Fe:3.8^5.2%, RE:0.12~0.28%, Cu:0.98~1.22%, Hf:0.003~0.08%, Mn:0.02~0.068%，余量为 Ni 及不可避免的杂质； 所述热处理方法为:将经过熔炼、铸造、锻造之后的高强度镍合金进行均匀化处理，之后进行等温轧制处理，然后进行时效热处理，得到高强度镍合金； 所述均匀化为:在1020-1120?保温16~21h进行第一阶段的均匀化，然后再升温到116(Tll80°C，保温25~28h进行第二阶段的均匀化，然后再降温到108(Tlll0°C保温18~26h进行第三阶段的均匀化，然后再升温到115(T1170°C，保温28~31h进行第四阶段的均匀化； 所述时效热处理为:将等温轧制后的板材进行四步时效热处理，第一步为在700^712 V保温5、h，随后以52飞2 V /h随炉冷却至605飞15 V后，保温8~10h，空冷到室温；第二步为将板材加热到655~670°C保温7~10h，随后以55~65°C /h随炉冷却至58(T600°C后，保温5~7h，空冷到室温；第三步为将板材加热到60(T620°C保温6~8h，随后以45~55°C /h随炉冷却至550~570°C后，保温5~7h，空冷到室温；第四步为将板材加热到70(T715°C保温6~8h，随后以50~65°C /h随炉冷却至52(T580°C后，保温6~8h，空冷到室温。
2.根据权利要求1所述的高强度镍合金的热处理方法，其特征在于:所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:A1:4.6~4.8%，Cr: 18~20%，Co:1.9~2.2%，B:2.8~3.0%，Si:1.4~1.5%, C:0.1~0.2%, Mo:1.8~2.0%, Nb:1.8~2.1%，Ta:0.9~1.0%, Ti:0.1~0.9%, Fe:4.8~5.0%, RE:0.18~0.20%, Cu:1.00~1.12%, Hf:0.04~0.06%, Mn:0.02~0.04%，余量为 Ni 及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的高强度镍合金的热处理方法，其特征在于:所述高强度镍合金的化学成分按重量百分比含有:A1:4.7%，Cr:19%, Co:1.9%，B:2.9%，S1:1.4%，C:0.18%，Mo:1.9%, Nb:1.9%, Ta:0.950%, T1:0.6%, Fe:4.9%, RE:0.19%, Cu:1.10%, Hf:0.05%, Mn:0.03%，余量为Ni及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的高强度镍合金的热处理方法，其特征在于:所述RE为稀土元素Y。
5.根据权利要求1~4所述的高强度镍合金的热处理方法，其特征在于:所述RE为富铈混合稀土。
6.权利要求f5任一项所述的高强度镍合金的热处理方法所制备出的高强度镍合金。
【文档编号】C22F1/10GK103726002SQ201410018635
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】张霞 申请人:张霞