[发明专利]耐高温合金材料的热处理方法及热处理的材料

说明书

本发明涉及IN706型铁-镍超级高温合金制成的材料物体的热处理方法。本发明同时还涉及热处理的由耐高温IN706型铁-镍超级高温合金材料物体，尤其是在热机转动中应用的材料物体。

在这方面，本发明有关现有技术的描述参见J.H.Moll等人的“Heat Treatmentof 706 Alloy for Optimum 1200°F Stress-Rupture Properties”Met.Trans.1971，vol.2，第2153-2160页。

由该现有技术已知，用作为负热建筑构件的材料物体的合金IN706的临界特性，尤其是耐高温性和展延性是通过合适的已实行的热处理方法决定的。按照由合金IN706锻造的坯体的组织结构，例如典型的热处理方法包括如下的工艺步骤：

在980℃的温度下固溶退火坯体1小时，空气冷却已经固溶退火坯体，在840℃的温度下弥散硬化3小时，空气冷却，在720℃的温度下弥散硬化8小时，以大约55℃/小时的冷却速度冷却到620℃，在620℃弥散硬化8小时，空气冷却或者是例如：在900℃下固熔退火坯体1小时，空气冷却，在720℃弥散硬化8小时，以55℃/小时的冷却速度冷却到620℃，在620℃弥散硬化8小时，空气冷却。

本发明的任务是提供上述这种热处理方法，其中用简单的方法对IN706型合金制成的材料物体进行热处理，使其具有足够高的耐高温性，良好的展延性和尽可能缓慢的裂纹扩展。

本发明的核心是在约965-995℃的温度下固溶退火5-20小时，在约775-835℃的温度下稳定化退火5-100小时，以及在715-745℃的温度下弥散硬化10-50小时并在595-625℃的温度下弥散硬化10-50小时。在一种优选实施方案中，在固溶退火和稳定化退火之间以及在稳定化退火和弥散硬化之间使材料物体至少冷却到300℃。在又一种优选实施方案中，在715-745℃下的弥散硬化和595-625℃下的弥散硬化之间，使材料物体至少冷却到300℃。

本发明方法的主要特征是实施过程简单，避免形成起脆性作用的弥散。此外，由此热处理的材料物体的裂纹扩展极小。在一种优选实施方案中，所具有的裂纹扩展在0.01mm/h以下。在600℃的温度下，在材料物体以0.05％/小时的恒定速度出现伸长时，总的伸长量至少为2.5％时没有出现裂纹。按本发明方法制备的材料物体的另一个特征是在一般的化学接合处通过施加应力进行晶界氧化不产生裂纹。

因此，按照本发明方法制备的材料物体特别适用于在生产承受高的热和机械负荷的燃气透平的转子时作为原始材料使用。

下面进一步详细描述本发明优选的实施方案和由此获得的其它优点。

本发明其它优选的实施方案限定在从属权利要求中。

附图示出了由IN706制成的材料物体。

附图说明：

图1示出了放大100倍未进行稳定化退火处理，由于负荷促进的晶界氧化，材料物体中的裂纹；

图2示出了放大300倍的图1扫描电子吸收的裂纹表面；

图3示出了放大500倍在845℃下进行稳定化退火处理5小时后的材料物体结构的显微照片；

图4示出了放大500倍在820℃下进行稳定化退火处理10小时的材料物体的显微照片。

将商业上可得到的多个由合金IN706制备的煅造的坯体分别放在一个炉中，并用各种热处理方法E，F，G和H进行处理。坯体各自都具有相同的组织结构和相同的化学组成，其中坯体的组成可在如下的范围内改变：以重量％计最多 0.025 碳最多 0.12  硅最多 0.35  锰最多 0.002 硫最多 0.015 磷  15 - 18  铬  40 - 43  镍  0.1-0.3  铝最多 0.1   钽   1.5-1.8  钛最多 0.03  铜  2.8-3.2  铌最多 0.01  硼剩余       铁