[发明专利]一种钎焊后GH4738合金部件的节能高效热处理方法

说明书

本发明公开了一种钎焊后GH4738合金部件的节能高效热处理方法，包括以下步骤：将成形后的GH4738合金部件按照标准热处理工艺进行处理，之后置于真空钎焊炉中，在压强不大于4×10^‑2Pa的环境中升温至1000‑1060℃的钎焊温度保温10‑20min，充入氩气进行冷却；将合金部件置于热处理炉中，升温至770±10℃的时效处理温度，保温4‑6h，空冷至室温，完成热处理。本发明的优点是时效处理时间由原来的20h缩短为4‑6h，大大节约了能源和生产成本，提高了生产效率和经济效益。此外优化了真空钎焊工艺参数，使得短时间时效处理后得到了弥散且细小的γ′强化相分布，提升了析出强化效果。与工艺优化前相比，本发明工艺处理后合金室温下抗拉强度、屈服强度提升幅度分别达35、40MPa。

技术领域

本发明涉及高温合金材料热处理技术领域，具体为一种钎焊后GH4738合金部件的节能高效热处理方法。

背景技术

镍基高温合金在高温条件下具有良好的抗腐蚀、抗氧化性能以及优异的力学性能和长期组织稳定性，被广泛用于制造各种高性能发动机部件。GH4738是我国上世纪70年代研制的Ni-Cr-Co基沉淀硬化型变形高温合金，适用于制作发动机、燃气轮机用盘件、环件、棒材等常用形状和尺寸的部件及其他异形件。GH4738合金的强化机制包括析出强化、固溶强化、晶界强化等，其中第二相(γ′相)析出强化是其主要强化机制。需注意的是，合金内部γ′析出相的尺寸和分布主要通过热处理进行调控，包括固溶处理以及时效处理。

GH4738合金从毛坯料到零部件成品，需经过复杂的成形，以及焊接、热处理等多个主要工序。高温合金常用的焊接方法有多种，包括氩弧焊、真空电子束焊接以及埋弧焊等。焊接虽然可以快速高效的实现金属之间的连接，但由于焊接温度较高，焊接后焊缝周围区域往往形成较大的焊接应力，导致零部件易产生明显变形，降低其使用性能。相比于其他焊接方式，真空钎焊加热温度较低，对母材组织及性能影响较小，焊件变形量低，容易保证焊后尺寸精度，已成为高温合金部件在生产过程中的一种关键制造工艺技术。

目前，GH4738合金部件在交付使用之前采取的热处理工艺往往与高温合金手册推荐的标准热处理工艺一致，即固溶+双时效(1020℃/4h/油冷+845℃/4h/空冷+760℃/16h/空冷)。实际生产过程中由于钎焊保温温度较高，接近GH4738合金的固溶处理温度，因此钎焊后的合金部件在使用之前还需进行时效处理以进一步调控γ′相的分布。标准的双时效工艺不仅处理时间较长，费时耗能，而且由于真空钎焊后的合金采用充氩气的方式冷却，冷速较慢，在此基础上进一步进行长时间双时效处理会导致γ′相尺寸过大，降低合金的强度值。因此，有必要开发一种适用于钎焊后GH4738合金部件的节能高效热处理方法，在提高生产效率、降低成本的同时提升合金部件的强度，进而提高其服役安全性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钎焊后GH4738合金部件的节能高效热处理方法，其具有提高合金强度的同时，热处理效率更高，节约能源和成本的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种GH4738合金部件的节能高效热处理方法，包括以下步骤：

步骤1：将成形后的GH4738合金部件按照标准热处理工艺进行固溶和时效处理，得到供应态的合金部件；

步骤2：对步骤1得到的供应态的合金部件进行真空钎焊处理；

步骤3：对真空钎焊处理后的合金部件进行时效处理，具体时效处理工艺为：将合金部件放入热处理炉中，加热到770±10℃的时效处理温度，保温4-6h，之后取出合金部件空冷至室温，完成热处理。

进一步地，步骤2中的钎焊处理工艺为：将GH4738合金部件置于真空钎焊炉中，并抽真空至4×10^-2Pa以下，然后升温至1000-1060℃的钎焊温度，保温10-20min，之后通0.3-0.4MPa的氩气冷却至80℃以下出炉。