改善gh4698合金高温性能的方法
【专利摘要】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。
【专利说明】改善GH4698合金高温性能的方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] GH4698在550°C?800°C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。
[0003] 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°C、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】
[0004] 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。
[0005] 本发明改善GH4698合金高温性能的方法通过下列步骤实现：
[0006] 一、预热处理：将GH4698合金放入热装炉中，将炉温升温到980°C ± KTC，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；
[0007] 二、固溶处理：将炉温升至1100°C ± KTC，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；
[0008] 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°C ±10°C，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；
[0009] 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°C ± KTC，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；
[0010] 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°C ± KTC，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。
[0011] 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°C、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。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 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】 [0013] 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：
[0014] 一、预热处理：将GH4698合金放入热装炉中，将炉温升温到980°C ±10°C，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；
[0015] 二、固溶处理：将炉温升至1100°C ± KTC，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；
[0016] 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°C ±10°C，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；
[0017] 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°C ± KTC，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；
[0018] 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°C ± KTC，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】 [0019] 二：本实施方式与一不同的是步骤一待炉温稳定后保 温4小时。其它步骤及参数与一相同。
【具体实施方式】 [0020] 三：本实施方式与一或二不同的是步骤一以50°C /h 的冷速炉冷至室温。其它步骤及参数与一或二相同。
【具体实施方式】 [0021] 四：本实施方式与一至三之一不同的是步骤三炉温升 至1000°C，待炉温稳定后保温4h。其它步骤及参数与一至三之一相同。
【具体实施方式】 [0022] 五：本实施方式与一至四之一不同的是步骤四炉温升 至775°C，待炉温稳定后保温16h。其它步骤及参数与一至四之一相同。
[0023] 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：
[0024] 一、将GH4698合金放入热装炉中，炉温升至1100°C，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；
[0025] 二、将固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至KKKTC，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；
[0026] 三、将二次固溶后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至775°C，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；
[0027] 四、将时效后的GH4698合金放入热装炉中，炉温升至700°C，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。
[0028] 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：
[0029] 一、预热处理：将GH4698合金放入热装炉中，炉温升温到980°C，待炉温稳定后保 温4小时，然后以50°C /h的冷速炉冷至室温，得到预热后的GH4698合金；
[0030] 二、固溶处理：将炉温升至1KKTC，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；
[0031] 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°C，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；
[0032] 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°C，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；
[0033] 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°C，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。
[0034] 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。
[0035] 表 1
【权利要求】
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°C ±10°C，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ll〇〇°C ±10°C，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°C ±10°C，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°C ±10°C，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°C ±10°C，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°C /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 C，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°C，待炉温稳定后保温16h。
【文档编号】C21D9/00GK104372276SQ201410613162
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】满蛟, 孙福民, 丛涛, 曹大庆, 邢玉荣, 张巍, 吕振佳, 徐宝玉, 李宇峰 申请人:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司