[发明专利]一种镍基高温合金的热处理工艺及其应用

说明书

一种镍基高温合金的热处理工艺其应用，属于耐热合金热处理技术领域，克服现有技术中拉伸性能和持久性能不能同步提高的缺陷。本发明镍基高温合金的热处理工艺包括以下步骤：(1)将轧制态镍基高温合金以不高于20℃/min的升温速率随炉加热至合金液相线温度以下180‑250℃保温0.5‑3h，保温结束后空冷至室温；(2)将经步骤(1)处理后的镍基高温合金以不高于20℃/min的升温速率随炉加热至晶界第二相Msubgt;6/subgt;C开始析出温度以下120‑150℃，进行高温时效处理，然后空冷至室温；(3)将经步骤(2)处理后的镍基高温合金以不高于20℃/min的升温速率随炉加热至γ′相开始析出温度以下200‑250℃，进行低温时效处理，然后空冷至室温。

技术领域

本发明属于耐热合金热处理技术领域，具体涉及一种镍基高温合金的热处理工艺其应用。

背景技术

在我国的能源消费结构中，煤炭占到一次能源的70％以上，火力发电占全国总发电量的75％以上。基于我国能源结构及能源消费这一现状，为了缓解日益严峻的环境压力，实现自然、经济、社会的可持续发展，因而发展700℃级超超临界煤发电技术对我国尤为重要。发展高参数超超临界机组在设计和参数的选定上很大程度上受制于材料技术的发展。锅炉关键高温部件，不仅要求耐热合金具有较高的高温强度、抗烟气腐蚀、抗蒸汽氧化腐蚀，同时要具有较好的高温塑性。锅炉关键部件，承受较大的应力及较高的温度，若耐热高温合金具有较高的高温拉伸强度和持久强度，可以显著提高的火电机组的运行的安全性和经济性。对于超超临界电站关键部件过/再热器而言，传统钢种已经不能满足要求，必须使用承温能力更强的析出强化镍基及铁镍基合金。

700℃级锅炉用镍基高温合金主要为析出强化型高温合金，这些合金的强度主要与γ′相的微观组织结构特征参数密切相关。当γ′相颗粒尺寸较小时，合金具有优异的拉伸强度、较低的拉伸塑性，而持久强度较差。而当颗粒尺寸较大时，合金持久强度较高和塑性较高，而往往会导致合金高温拉伸强度的降低。

发明内容

因此，为了克服现有技术中拉伸性能和持久性能不能同步提高的缺陷，本发明提供了一种镍基高温合金的热处理工艺其应用。

为此，本发明提供了以下技术方案。

一种镍基高温合金的热处理工艺，包括以下步骤：

(1)将轧制态镍基高温合金以不高于20℃/min的升温速率随炉加热至合金液相线温度以下180-250℃℃保温0.5-3h，保温结束后冷却至室温；

(2)将经步骤(1)处理后的镍基高温合金以不高于20℃/min的升温速率随炉加热至晶界第二相M₆C碳化物开始析出温度以下120-150℃，进行高温时效处理，然后冷却至室温；

(3)将经步骤(2)处理后的镍基高温合金以不高于20℃/min的升温速率随炉加热至γ′相开始析出温度以下200-250℃，进行低温时效处理，然后冷却至室温。

进一步的，所述镍基高温合金按照质量百分数计，包括：C：0.04-0.08％，Cr：19-21％，Co：9-11％，Mo：8-9％，Ti：1.9-2.3％，Al：1.3-1.7％，Fe：≤1.5％，Mn：≤0.3％，Si：≤0.15％，B：≤0.005％，余量为Ni。

进一步的，步骤(1)中，镍基高温合金为直径140-160mm的镍基高温合金棒。

进一步的，步骤(2)中，高温时效处理的时间为1-3h。

进一步的，步骤(3)中，低温时效处理的时间为24-48h。

进一步的，步骤(1)、和/或(2)中，采用空冷的方式进行冷却。

进一步的，步骤(3)中，采用空冷的方式进行冷却。

一种上述热处理工艺后的合金。