[发明专利]一种使K417G合金性能恢复的热处理方法

说明书

本发明涉及合金材料热处理领域，具体为一种使K417G合金性能恢复的热处理方法，适用于长期使用引起性能衰减的K417G合金材料重新获得优异性能。该方法包括如下步骤：(1)随炉升温或到温装炉，在1230～1250℃保温0.1～2h；(2)保温结束后以不少于1℃/min的冷速随炉冷却；(3)在750～900℃保温1～20h，空冷。本发明首先采用高温固溶处理，将粗化的γ′相和M₂₃C₆相回溶；再以适当的冷速和时效处理控制晶界和晶内强化相的分布状态，以实现合金拉伸和持久性能重新恢复。从而，通过简单热处理工艺，可使服役长时间的K417G铸件重新获得优异的性能，延长零件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及合金材料热处理领域，具体为一种使K417G合金性能恢复的热处理方法，适用于长期使用引起性能衰减的K417G合金材料重新获得优异性能。

背景技术

K417G合金是一种高γ′〔Ni₃(Al、Ti)〕相含量的时效强化型镍基铸造高温合金，具有优良的综合性能，主要用于制备航空发动机中的热端部件。目前应用K417G合金制备的零件主要为铸造后，不再进行热处理，加工后直接使用。在高温长时间服役后，合金中的主要强化相γ′发生粗化、晶界宽化、碳化物分解，造成零件性能逐渐降低。一般零件在使用一段时间后只能报废处理，由新的精铸件替换相关零件，会大大增加发动机的维护成本。

对于组织衰变的材料，需要将各种粗化组织回溶，进行归一化处理，再结合适当的时效处理以控制强化相的分布状态，才有可能实现合金的性能恢复。回溶粗化组织的热处理温度过低则无法有效回溶，温度过高又容易引起严重氧化、晶界液化等问题。高温处理完的冷却速率不能过低，否则在冷却过程中γ′会发生快速粗化，导致强度降低。高温处理后的合金需要在合适的温度时效以使晶界析出强化相，否则晶内强度过高容易造成塑性严重降低；时效时间过长，成本过高，设备占用率高，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使长期使用后的K417G合金性能恢复的热处理方法，从而提高零件利用率。

本发明的技术方案是：

一种使K417G合金性能恢复的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)随炉升温或到温装炉，在1230～1250℃保温0.1～2h；

(2)保温结束后以不少于1℃/min的冷速随炉冷却；

(3)在750～900℃保温1～20h，空冷。

所述的使K417G合金性能恢复的热处理方法，步骤(1)为高温固溶处理，步骤(3)为时效处理。

所述的使K417G合金性能恢复的热处理方法，高温固溶处理后，1000℃以上停留时间不超过5h。

所述的使K417G合金性能恢复的热处理方法，步骤(1)中，优选在1240℃保温0.25～1.5h。

所述的使K417G合金性能恢复的热处理方法，步骤(2)中，随炉冷却的冷速优选为3～10℃/min。

所述的使K417G合金性能恢复的热处理方法，步骤(3)中，优选在800～900℃保温5～16h。

本发明的设计思想是：

为了建立K417G合金零件的恢复热处理方法，根据长期使用后合金的组织衰变特征，需要回溶粗化γ′相，并通过冷速和时效处理控制γ′相尺寸和分布，再利用时效处理析出足够晶界强化相，从而提高综合性能。