[发明专利]一种改善难变形镍基粉末高温合金热塑性的方法

说明书

本发明提供了一种改善难变形镍基粉末高温合金热塑性的方法，其解决了难变形镍基粉末高温合金加工困难的技术问题。本发明的方法步骤为：（1）测定难变形镍基粉末高温合金的γ′相的全溶温度Ts，得出预热温度T1为（Ts‑30）‑（Ts‑20）℃；（2）将难变形镍基粉末高温合金在预热温度T1下保温时间t；（3）以缓慢的冷却速率0.8‑1℃/h将步骤（2）中的难变形镍基粉末高温合金冷却至500‑1000℃；（4）空冷至室温，控制有害相析出，得到具有局部弯曲晶界且含有粗大的γ′相的镍基粉末高温合金。本发明可广泛应用于材料加工技术领域。

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，更具体地说，是涉及一种改善难变形镍基粉末高温合金热塑性的方法。

背景技术

随着航空部件使用温度的不断提高，作为航空发动机的主要材料，镍基高温合金的高温性能要求也逐渐增高。提高合金化程度可以提高镍基高温合金的高温性能，但高合金化程度会带来两个问题：一是通过传统铸锻方式生产时容易产生严重偏析；二是γ′相含量高、全溶温度高，导致热塑性差。粉末冶金的广泛应用有效解决了偏析严重的问题，这也是许多合金化程度高的镍基高温合金都通过粉末冶金生产的原因，但解决加工性能差的问题仍需解决。通常，晶粒内弥散分布的细小γ′相可以在合金的使用温度及以下温度服役时提供较高的强度，但同样会在热加工过程中带来很大的变形抗力，这也是难变形镍基粉末高温合金加工困难的主要原因。

发明内容

本发明就是为了解决上述背景技术的不足，提供了一种改善难变形镍基粉末高温合金热塑性的方法，利用预热处理和缓冷处理，将晶粒内弥散分布的细小γ′相转变为粗大的γ′相，有效减小弥散分布的细小γ′相带来的变形抗力，粗大的γ′相在高温变形过程中更有利于动态再结晶的进行，并且能够产生局部弯曲晶界，从而改善难变形镍粉末高温合金热塑性。

为此，本发明提供了一种改善难变形镍基粉末高温合金热塑性的方法，其包括以下步骤：

（1）测定难变形镍基粉末高温合金的γ′相的全溶温度Ts，得出预热温度T1为（Ts-30）-（Ts-20）℃；

（2）将难变形镍基粉末高温合金预热在温度T1下保温时间t；

（3）以缓慢的冷却速率0.8-1℃/h将所述步骤（2）中的难变形镍基粉末高温合金冷却至500-1000℃；

（4）空冷至室温，控制有害相析出，得到具有局部弯曲晶界且含有粗大的γ′相的镍基粉末高温合金。

优选的，步骤（3）中，缓慢冷却为渐进式梯度冷却，以10-50℃为梯度区间设置n步，n＞10。

优选的，难变形镍基粉末高温合金中弥散分布的细小γ′相的尺寸为0.1-0.2μm。

优选的，难变形镍基粉末高温合金中弥散分布的细小γ′相的体积分数为30-90%。

优选的，步骤（4）中的镍基粉末高温合金中的粗大γ′相的尺寸为2-5μm。

优选的，步骤（4）中的镍基粉末高温合金中的粗大γ′相的体积分数为≥80%。

优选的，难变形镍基粉末高温合金的预热和缓慢冷却均在程控热处理炉中完成。

优选的，步骤（2）中，保温时间t为1-3h。

本发明的有益效果为：

（1）本发明提供一种改善难变形镍基粉末高温合金热塑性的方法中，采用亚固溶处理，即通过限定预热温度T1和保温时间t，一方面，保证大部分弥散分布的细小γ′相溶解，晶粒不会有明显的长大；另一方面，元素可以充分扩散，避免局部元素偏析的现象发生。