[发明专利]一种提高GH2132螺栓高温持久性能的时效处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高GH2132螺栓高温持久性能的时效处理方法，属于航空发动机GH2132螺栓时效处理工艺技术领域。

背景技术

现代高温合金，包括铁基、镍基、钴基高温合金，其中GH2132是我国试制的铁基时效沉淀硬化型高温合金。该合金在苏系或俄系材料中没有相应牌号，是通过仿制美系发动机而试制的材料，相当于美系A286高温合金。该材料在650 ℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度，并具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。在国内该合金已在航空领域获得较为广泛的应用，适合制造在650 ℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件，如涡轮盘、压气机盘、转子叶片和高温紧固件等。用GH2132制造的航空发动机螺栓，主要起连接和紧固各相关零部件作用，而GH2132螺栓高温持久性能的高低直接影响到发动机的使用寿命。目前已有型号的GH2132螺栓，其技术要求为：1）室温抗拉≥900 MPa；2）硬度27～35 HRC；3）应力断裂试验650 ℃、加载480 MPa、保持23 h不断；4）晶粒度≥5级，不允许有粗细晶粒带存在。没有提出高温强度指标和疲劳性能指标要求。在航空用螺栓类产品的长期生产中，由于GH2132在冶炼过程中每个炉批次存在成分含量的波动以及可能的合金元素偏析。采用常规热处理后，时常出现因晶粒度和持久性能不能同时满足技术要求而报废。高温合金都是以γ奥氏体为基，从室温到高温都具有面心立方结构，不像普通碳素钢和合金钢那样具有相的重结晶。因此，高温合金在热处理过程中，不能通过相的重结晶来细化晶粒。换句话说，高温合金的晶粒度在固溶过程中只可能长大不可能细化。针对这一问题，本发明提供一种时效处理方法，很好的解决了上述难题，具有推广价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高GH2132螺栓高温持久性能的时效处理方法，以解决采用常规的时效处理不能同时保证GH2132螺栓晶粒度和持久性能的技术问题，保证晶粒度合格的前提下，大幅度提高GH2132螺栓的高温持久性能，并且保证螺栓的疲劳寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种提高GH2132螺栓高温持久性能的时效处理方法，所述GH2132螺栓在现有的固溶工艺和一道时效工艺之后再增加一道时效工艺，通过第二道时效工艺来获得尺寸更小、弥散度更大的γ′强化相，提高螺栓高温持久性能和螺栓疲劳寿命。

前述时效处理方法中，所述第二道时效工艺参数如下：加热温度650～680℃，保温16h，空冷或快速冷却。

前述时效处理方法中，所述第二段时效采用真空回火炉，炉温均匀性±10℃，控温精度±1℃，加热保温期间充惰性气体保护，并开循环风扇搅拌。零件入炉前清洗并烘干。