[发明专利]一种改善GH4145合金管材的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善GH4145合金管材的热处理工艺方法。

背景技术

GH4145合金，是γ′〔Ni3(Al、Ti、Nb)〕相时效强化镍基变形高温合金，具有优良的综合性能，在国外已有广泛的应用。对于GH4145合金，管材成形过程的中间退火和成品管热处理对管材成形、组织、性能和质量的控制起至关重要的作用。主要体现在：热处理温度过高将会引起晶粒过分长大，降低塑性。而温度过低，又不能获得完全再结晶组织，达不到消除加工应力的目的。冷却速度过快，容易造成温差应力，引起开裂。冷却速度过慢，又将造成时效硬化，增加下道次加工的难度或性能超标导致管材报废。

发明内容

为使GH4145合金管材具有更好的加工性能，需控制合金中杂质元素的含量，消除残余应力，降低合金中γ′强化相析出数量，提高其塑性裕度，基于此目的，本发明提供了一种改善GH4145合金管材的热处理工艺，该工艺方法能够明显提高该种管材的加工性能，满足更高的使用要求。

本发明具体提供了一种改善GH4145合金管材的热处理工艺，其特征在于：工艺流程是：(1)采用真空气淬炉将管材随炉分段加热：两段加热制度为：第一段，随炉升温至600℃保温15～20分钟，消除有害气体杂质；第二段，从600℃加热到970～1040℃，保温15～20分钟，消除残余应力，稳定组织；

(2)快速冷却：冷却压力为4-6bar，在冷却到500℃之前，冷却速率大于350℃/min，以避免γ′强化相的析出；

(3)成品。热处理后管材维氏硬度为HV≤240。

本发明提供的改善GH4145合金管材的热处理工艺，其特征在于：冷却气体为氮气或氩气。

本发明采用真空快冷的方法与常规热处理工艺相比有如下优点：内外表面光洁，大幅度降低管材的硬度，可不经处理，即可制成管件，且工艺简单，加工性能明显提高。

附图说明

图1冷却速率图；

图2合金管材不同状态下硬度比较；

图3实施例1成品管材组织图；

图4实施例2成品管材组织图；

图5实施例3成品管材组织图；

图6慢速冷却后的管材组织图；

图7常压水冷组织图；

图8管材轧态组织图。

具体实施方式

本发明所用管材均为Φ25mm×0.6mm规格的GH4145合金管材。

实施例1

热处理：第一段，随炉升温至600℃保温15分钟；第二段，加热到980℃，保温20分钟；

快速冷却：冷却气体为氮气，冷却压力为4bar，在冷却到500℃之前，冷却速率大于350℃/min(冷却速率见图1)，然后随炉冷却至室温。

所得成品的组织图见图3，其硬度见图2，性能数据见表1。

实施例2

热处理：第一段，随炉升温至600℃保温20分钟；第二段，加热到1030℃，保温15分钟；

快速冷却：冷却气体为氩气，冷却压力为6bar，在冷却到500℃之前，冷却速率大于350℃/min(冷却速率见图1)，然后随炉冷却至室温。

所得成品的组织图见图4，其性能数据见表1。

实施例3

热处理：第一段，随炉升温至600℃保温15分钟；第二段，加热到1000℃，保温18分钟；

快速冷却：冷却气体为氩气，冷却压力为5bar，在冷却到500℃之前，冷却速率大于350℃/min，然后随炉冷却至室温。

所得成品的组织图见图5，其性能数据见表1。

表1不同冷速下管材性能比较

对比例1

真空热处理：第一段，随炉升温至600℃保温15分钟；第二段，加热到980℃，保温20分钟；

慢速冷却：冷却气体为氮气，冷却压力为2bar，冷却速率见图1，然后随炉冷却至室温。

所得成品的组织图见图6，其性能数据见表1。

对比例2

常压水冷热处理：第一段，随炉升温至600℃保温15分钟；第二段，加热到980℃，保温20分钟；

快速冷却：水冷。

所得成品的硬度见图2，组织图见图7

对比例3

取成品管轧态测硬度见图2。组织图见图8