[发明专利]一种高效强化镍基高温合金的时效热处理工艺

说明书

本发明公开了一种高效强化镍基高温合金的时效热处理工艺，包括以下步骤：S1：将炉温升至1100～1160℃，放入Inconel 625合金，保温(d×0.6+30)～(d×0.6+70)min，其中，d为Inconel 625合金的横截面直积，单位为mm；S2：取出Inconel 625合金，放入水中淬火，淬火水温为10～25℃；S3：将一次淬火后的Inconel 625合金再次放入750℃～800℃的炉中，施加拉应力，保温20～40h，其中，应力水平为100～250MPa；S4：取出Inconel 625合金，二次淬火，淬火水温为10℃～25℃。本发明通过对固溶强化后的Inconel 625合金施加拉应力，进行蠕变时效热处理，加快δ相的生成效率，无需进行几百、成千小时的加热，有效提高了其实用性，热处理过程中，拉应力的施加还使得δ相的成型速度更快、数量更多、分布更加均匀，且尺寸更为细小，大幅度提升了拉伸强度。

技术领域

本发明涉及一种高效强化镍基高温合金的时效热处理工艺，属于高温合金 技术领域。

背景技术

近年来，随着航空发动机推进比不断提升，关键零部件的服役环境也变得 非常苛刻。因此对高温合金的高温强度、持久性能、显微组织稳定性，提出了 更高的要求。为了提升我国高温合金材料技术，需要加强高温合金制造创新体 系建设，强化高温合金关键共性技术研发，以推进我国航空航天事业健康持续 发展。

高温合金是指以铁、镍、钴为基体，能在600℃及以上的高温及一定应力作 用下长期工作的一类合金金属，具有良好的抗氧化、抗腐蚀、和抗疲劳性能， 因而成为装备制造、能源化工、国防等领域不可缺少的一类材料。高温合金种 类繁多，在众多高温合金中，镍基高温合金使用量最大，使用范围也最广。特 别是航空发动机的关键零部件：涡轮叶片、燃烧室、甚至涡轮增压器，多采用 镍基高温合金制备。

在镍基高温合金中，根据强化方式不同，可将其分为固溶强化型以及沉淀 强化型合金，以Inconel 625合金为代表的固溶强化型镍基高温合金具有单相面心 立方结构，因而耐蚀性好；同时，由于其3d电子层几乎被填满，可以溶入半径 较大的原子，如Fe，Al，Ti，Cr，Mo，Nb等，伴随着大量的原子溶入会使得合 金基体发生晶格膨胀，产生长程内应力场，从而对合金变形过程中的位错运动 产生阻碍，起到固溶强化的作用，进一步提高了合金的强度。

在金属材料中，常见的强化方式包括：形变强化、固溶强化、沉淀强化、 细晶强化。对于单相的Inconel 625合金，如果能在γ-Ni基体中引入第二相，必然 会在固溶强化的基础上，加入沉淀强化的作用，二者共同作用下进一步提高合 金的强度。因此国内外学者对于镍基高温合金中的第二相种类、得到第二相的 热处理工艺、以及第二相对合金力学性能的影响，展开了深入的研究。

期刊论文《镍基合金625中γ〃相沉淀的形核、生长和粗化动力学模拟》