[发明专利]一种镍基合金GH4169的时效强化热处理方法

说明书

本发明公开了一种镍基合金GH4169的时效强化热处理方法，所述方法包括全固溶处理和两段时效处理工序。镍基合金GH4169材料在980～1070℃下保温1～3h进行全固溶处理；两段时效处理工序，一段时效处理，将镍基合金GH4169材料以150～200℃/h的速度升温至730～780℃，保温12～18h；二段时效处理，一段时效完成后将镍基合金GH4169材料以55℃/h冷却至630～680℃，保温18～25h，出炉空冷至室温。本发明能显著提高镍基合金GH4169的室温抗拉强度和屈服强度，且室温硬度明显提高，材料的综合性能和寿命明显提高。

技术领域

本发明属于镍基合金热处理技术领域，具体涉及一种GH4169镍基合金的时效强化热处理方法。

背景技术

GH4169一种以体心四方γ″和面心立方γ′为主要强化相的时效强化型镍铁基变形高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中获得了极为广泛的应用。

该合金标准时效强化热处理工艺及性能指标见表1：

随着经济技术的发展，镍基合金GH4169材料的应用范围也越来越广，其传统的热处理工艺已不能满足特殊用户使用要求，如高温模具领域等。进一步提高该材料的应用范围和充分发挥合金性能潜力，具有重要的工程应用价值和意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种镍基合金GH4169的时效强化热处理方法。该方法能显著提高镍基合金GH4169的室温抗拉强度和屈服强度，且室温硬度明显提高，从而使材料寿命明显提高。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种镍基合金GH4169的时效强化热处理方法，所述方法包括全固溶处理和两段时效处理工序；所述两段时效处理工序，一段时效处理，镍基合金GH4169材料升温速度为150～200℃/h。

本发明所述全固溶处理工序，镍基合金GH4169材料在980～1070℃下保温1～3h。

本发明所述两段时效处理工序，一段时效处理，将镍基合金GH4169材料以150～200℃/h的速度升温至730～780℃，保温12～18h。

本发明所述两段时效处理工序，二段时效处理，一段时效完成后将镍基合金GH4169材料以55℃/h冷却至630～680℃，保温18～25h，出炉空冷至室温。

本发明所述方法得到镍基合金GH4169的性能为：屈服强度1000～1100MPa、抗拉强度1200～1350MPa、延伸率30～40%、硬度46～48HRc。

本发明时效工艺设计思路：

本发明对GH4169镍基合金在热处理过程中的加热速率进行了严格控制，加热速率控制在150～200℃/h，加热速率过低，碳化物析出量增加，导致材料塑性变差；加热速率过高，由于镍基合金材料导热性差，会产生热应力，极易出现加热缺陷，导致材料报废。

与标准时效强化热处理工艺相比，本发明对两段的时效温度和时效时间都进行了相应提高。根据热力学条件，大大提高了GH4169镍基合金强化相γ″和γ′的析出速度，随着时效时间在一定范围内的延长，第二相γ″和γ′的析出量比常规时效显著增多，从而提高了材料的综合力学性能。