[发明专利]一种750-850℃级变形高温合金的热处理方法

说明书

本发明涉及高温合金热处理技术领域，具体涉及一种750‑850℃级变形高温合金的热处理方法。所述热处理方法包括如下步骤：铸锭预热，至少两段固溶处理，以及冷却处理；其中，所述固溶处理的处理温度为900‑1190℃，且所述各段固溶处理的温度依次上升。本发明的多段式均匀化热处理工艺可有效促进偏析元素均匀扩散至基体，避免局部熔化及孔洞现象的出现，从而提升高温合金的机械强度。

技术领域

本发明涉及高温合金热处理技术领域，具体涉及一种750-850℃级变形高温合金的热处理方法。

背景技术

高温合金又称为热强合金、耐热合金或超合金，可在600-1100℃的高温环境中长期稳定工作，有着出色的机械性能和耐高温特性，广泛应用于航空发动机的生产制造。实际应用对高温合金的析出相和夹杂物数量有着较高的品质要求，这些析出相和夹杂物可能成为疲劳裂纹源或裂纹传播路径，严重影响了材料服役安全性。因此，材料熔炼出炉以后，改善合金组织偏析问题至关重要。现有技术中通常采用均匀化热处理工艺，促进材料微观组织中的偏析元素均匀扩散，实现析出物回熔基体，达到提升高温合金机械性能的目的。

对于铸态组织中含有Laves相的高温合金，通常采用多段式固溶热处理技术实现材料的均匀化，例如在700℃下具有高强度和良好韧性的In718合金。前期的固溶处理采用适当温度和保温时间可以有效消除铌元素偏聚而形成的Laves相，随后提高温度利于材料整体的元素均匀化，或者促进其它第二相碳化物回熔。

航空工业的快速发展对750℃以上的高温合金提出了更高的应用需求，促进了一些能承受更高温度的合金诞生，最高可承受982℃的超高温，同时在650-900℃的温度范围内仍保持其高强度和良好的抗氧化效果。其中一些合金不含铌元素及其相关的Laves相，故现有技术多采用一段式固溶热处理工艺实现偏析元素的均匀分布，然而，一段式固溶热处理工艺容易造成高温合金局部熔化及孔洞现象，降低材料机械强度，导致后续锻造开裂。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：不含Laves相的高温合金通常采用一段式固溶热处理工艺，阻碍了偏析元素的扩散行为，导致材料局部熔化及孔洞现象的出现，影响高温合金机械强度。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种750-850℃级变形高温合金的热处理方法，该热处理方法可有效促进偏析元素均匀扩散至基体，避免局部熔化及孔洞现象的出现，从而提升高温合金的机械强度。

根据本发明实施例的一种750-850℃级变形高温合金的热处理方法，包括如下步骤：铸锭预热，至少两段固溶处理，以及冷却处理。

根据本发明实施例的750-850℃级变形高温合金的热处理方法带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的均匀化热处理工艺中，采用至少两段固溶热处理，使难熔析出相的形貌由复杂的多边形向圆滑颗粒状转变，从而促进难熔析出相回熔至基体，消除元素偏析现象，避免局部熔化及孔洞现象的出现，提升材料整体的力学强度；2、本发明实施例的均匀化热处理工艺介于熔炼浇注和锻造开坯之间，为锻造开坯提供良好的材料状态，避免材料在锻造过程中出现开裂现象，从而改善高温合金的机械性能。

根据本发明实施例的750-850℃级变形高温合金的热处理方法，所述固溶处理的处理温度为900-1190℃，且所述各段固溶处理的温度依次上升。

根据本发明实施例的750-850℃级变形高温合金的热处理方法，所述固溶处理中第一段固溶处理的处理温度为900-1080℃，所述第一段固溶处理的保温时间≥10h；所述最后一段固溶处理的处理温度为1140-1190℃，所述最后一段固溶处理的保温时间≥40h。

根据本发明实施例的750-850℃级变形高温合金的热处理方法，升温至固溶处理温度的升温速度≤250℃/h。