[发明专利]一种基于热力学模拟的消除R26合金中变形孪晶组织的热处理方法

说明书

本发明公开一种基于热力学模拟的消除R26合金中变形孪晶组织的热处理方法，包括以下步骤：通过热力学模拟软件模拟计算出R26合金的平衡相分布图和等温转变曲线，确定消除R26合金中变形孪晶组织的恢复热处理工艺为：(1)固溶处理：将R26合金送入热处理炉以8‑10℃/min的升温速率升温至固溶处理温度，保温1h，油冷至室温；(2)中间处理：将固溶处理后的试样以8‑10℃/min的升温速率升温至中间处理温度，保温8h，随炉冷却至725‑735℃后保温4h，空冷至室温。通过恢复热处理工艺对R26合金的异常组织进行消除，并在晶内重新析出均匀而弥散的强化相，改善合金力学性能，该方法效率高，针对性强，适合工程应用。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，更具体地说，关于一种基于热力学模拟的消除R26合金中变形孪晶组织的热处理方法。

背景技术

在以燃煤为主的火电汽轮机中，其零件在服役时长时间处于高温和高压状态，连接机组各重要零件的高温螺栓一旦发生失效或断裂，将会引起机组的紧固力重新分布，威胁到整个机组的安全并造成巨大的经济损失。因此，对高参数火力发电机高温紧固件螺栓，进行相组成与组织分析以及高温力学性能研究，并对螺栓的安全服役提供理论和数据支持的研究也变得尤为迫切。

R26合金属于Ni-Cr-Co-Fe系沉淀硬化高温合金，该合金由于含有较高的Ni、Co、Cr、Fe合金元素，所以在高温下具有优良的抗应力松弛性能和抗蠕变性能。但是在对服役后的合金进行组织分析时，发现了变形孪晶组织，该组织会增加合金的硬度与抗拉强度，降低材料的塑韧性，降低材料的抗蠕变性能，并且由于变形孪晶形成于变形过程中，合金中存在较大的内应力，导致变形孪晶界的稳定性较低。如专利CN109371473A公开了一种力热耦合消除NiMnGa单晶中孪晶的方法，将NiMnGa单晶加热到150-200℃并保温5-15min，然后在保持温度不变的情况下沿NiMnGa单晶的[100]方向施加单轴拉力，以在拉力作用下，在降温相变过程中消除NiMnGa合金T型结构马氏体单晶中的孪晶。因此，设计一种可实际操作的能够消除R26合金中变形孪晶及提升组织性能的热处理方法具有重大的应用价值。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种实用性强、可操作性高，且可有效改善合金材料的力学性能的基于热力学模拟的消除R26合金中变形孪晶组织的热处理方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种基于热力学模拟的消除R26合金中变形孪晶组织的热处理方法，包括以下步骤：

S1、将R26合金置于光谱仪中，测定该合金的化学成分，所述R26合金为含有变形孪晶组织的R26高温合金；

S2、将步骤S1中测得的R26合金的化学成分导入JMatPro热力学模拟软件中，模拟计算出该合金的平衡相分布图和等温转变曲线(TTT曲线)；

根据平衡相分布图，分析获得该合金组织中的相随温度的变化规律，确定该合金中η析出相的完全溶解温度T₁，将T₁以上30-50℃定为固溶处理温度，确定该合金中η相加热析出的突变点温度T₂，将T₂以上15-25℃作为热处理的中间处理温度；

根据等温转变曲线，确定得到单项固溶体的临界冷速V_C，据此确定能使合金在室温下得到单相饱和固溶体组织的冷却方式，使冷速大于V_C；

S3、根据步骤S2中确定的固溶处理温度、中间处理温度结合冷却方式，确定消除R26合金中变形孪晶组织的恢复热处理工艺；

所述恢复热处理工艺包括以下步骤：

(1)固溶处理：将R26合金送入热处理炉以8-10℃/min的升温速率升温至固溶处理温度，保温1h，油冷至室温；