[发明专利]实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法

说明书

本发明提供一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，包括步骤：采用控制冷却速度的热处理的方法在镍基高温合金锻件的组织中引入锯齿晶界；所述控制冷却速度的热处理的方法包括步骤：S1：将所述镍基高温合金锻件在1050～1200℃保温0.5～4h；S2：将保温处理后的所述镍基高温合金锻件以预设冷却速度冷却至650～800℃，并保温1～8h，所述预设冷却速度为1～20℃/min；S3：将所述镍基高温合金锻件取出水冷至室温；本发明的一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，可实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化。

技术领域

本发明涉及镍基高温合金锻件热处理领域，尤其涉及一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法。

背景技术

当前世界范围内，火电仍然是主要的电力资源，为提高热效率，火电正逐渐由亚临界到超临界，再向超超临界的方向发展，蒸汽压力达30MPa～35MPa，蒸汽温度达593℃～600℃或更高的参数。在高温、高压、高湿度和酸性环境中，除了要求阀体、管件具有高强度和耐高温性能外，还要求阀体有优秀的抗高温晶界腐蚀以及抗应力腐蚀能力。Inconel 617合金具有较好的高温强度、塑性以及抗氧化性能、抗腐蚀性能，故其常作为超超临界机组过热器和再热器

然而，在高温服役过程中，由于晶界是一种典型的面缺陷，因而会产生诸如：晶间腐蚀、应力腐蚀、高温蠕变和持久断裂、疲劳失效等诸多失效行为，这将对生产安全带来严重的危害。因而，如何通过调控晶界来改善合金性能，一直受到国内外研究人员的重视。

锯齿晶界是一类特殊晶界，其通过改变晶界结构—将平直晶界转变为锯齿晶界改善晶界性能。需要指出的是，目前有关锯齿晶界的形成机理尚不明确，不同合金体系中形成机理各不相同。但是，可以明确的是，相较于平直随机晶界，锯齿晶界的晶界能低，且可有效改善元素在晶界的偏聚，以及碳化物在晶界的析出形貌，从而抑制晶界腐蚀、沿晶裂纹萌生和扩展，提高合金的蠕变疲劳以及焊接等性能。

因而，如何从晶界角度出发，在不改变合金成分，不影响材料力学性能的前提下，通过简单的热处理方式，将锻件中的平直晶界转变为锯齿状晶界提高材料服役性能就显得尤为重要。本专利通过适当的热处理工艺在镍基高温合金锻件中实现晶界锯齿化，从而达到晶界调控的目的，对进一步提升合金持久、蠕变、疲劳和焊接等性能有着重要的意义。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，可实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化。

为了实现上述目的，本发明提供一种实现镍基高温合金锻件晶界锯齿化的热处理方法，包括步骤：采用控制冷却速度的热处理的方法在镍基高温合金锻件的组织中引入锯齿晶界；所述控制冷却速度的热处理的方法包括步骤：

S1：将所述镍基高温合金锻件在1050～1200℃保温0.5～4h；

S2：将保温处理后的所述镍基高温合金锻件以预设冷却速度冷却至650～800℃，并保温1～8h，所述预设冷却速度为1～20℃/min；

S3：将所述镍基高温合金锻件取出水冷至室温；

所述镍基高温合金锻件的组分为：按重量百分比计，Cr：20.0～24.0％，Co：10.0～15.0％，Mo：8.0～10.0％，Fe：≤3.0％，Mn：≤1.0％，Si：≤1.0％，Al：0.8～1.5％，Ti：≤0.6％，C：0.05～0.15％，余量为Ni。

优选地，所述镍基高温合金锻件的牌号为Inconel 617。

优选地，所述控制冷却速度的热处理的方法采用可控制冷却速度的热处理炉进行。