[發明專利]一種GH4698合金熱處理方法及其用途有效

申請號：	201210525529.6	申請日：	2012-12-10
公開（公告）號：	CN103103465A	公開（公告）日：	2013-05-15
發明（設計）人：	黃玉亭;崔慧然;謝偉東;李湘軍	申請（專利權）人：	無錫透平葉片有限公司
主分類號：	C22F1/10	分類號：	C22F1/10;F01D5/02;F01D5/28
代理公司：	北京品源專利代理有限公司 11332	代理人：	鞏克棟
地址：	214174 江蘇省無***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 gh4698 合金熱處理方法及其用途
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及變形高溫合金鍛件的熱處理方法領域，具體地，本發明涉及一種GH4698合金、其熱處理方法及其用途。

背景技術

GH4698合金是一種以γ'相為強化相的沉淀強化型鎳基高溫合金，是在GH4033合金基礎上補充合金化發展而成的。它利用鉻、鉬等元素進行固溶強化，鋁、鈦、鈮進行時效強化，（Al+Ti+Nb）含量達6.2%，強化程度較高，在500℃～750℃具有較高的強度、良好的塑性以及較好的持久、蠕變、疲勞等性能，廣泛用于制造航空發動機渦輪盤、壓氣機盤、承力環、緊固件等重要這些零件。這些零件大部分屬于關鍵件，均承受復雜應力。不同的零件因工作條件不同，要求合金的力學性能也不同。前蘇聯所采用的熱處理制度主要有以下兩種：

（1）標準熱處理制度1100~1120℃×8h，空冷+1000℃×4h，空冷+775℃×16h，空冷；

（2）四段式熱處理制度1100~1120℃×8h，空冷+1000℃×4h，空冷+775℃×16h，空冷+700℃×16h，空冷。

GH4698合金經標準熱處理制度處理后，其抗拉強度、屈服強度、持久強度均較低，但塑性和沖擊韌性卻高于四段式熱處理制度的。而GH4698合金的特大型渦輪盤對性能提出了較高的要求，即渦輪盤的塑性和沖擊韌性必須達到標準熱處理后的要求，而強度應達到四段式熱處理后的要求。但是現有技術對GH4698合金的熱處理均不能滿足需要。

例如秦鶴勇等（GH4698合金的熱處理制度，秦鶴勇，焦蘭英，張北江，胥國華，鋼鐵研究學報，第19卷第2期，2007年2月）在現有GH4698合金熱處理制度研究的基礎上，提出了兩種新型的熱處理制度：①去除原有熱處理制度中的二次固溶；②采用先低溫時效，后高溫時效的倒雙級時效方法。研究了這兩種熱處理制度對GH4698合金棒材組織和性能的影響。最終得到了一種新型的適合于GH4698合金的熱處理制度：1000℃×8h，AC(空冷)+650℃×20h，AC+775℃×16h，AC。采用此熱處理工藝進行熱處理，雖然晶粒度、強度、塑性值與本發明所述方法處理后所得值相當，均為較優值，但其沖擊韌性卻非常差，幾乎不能滿足常規要求，即此工藝是在損失韌性的基礎上來提高強度及塑性。

因此，這就要求進一步探索GH4698合金的熱處理制度，以使合金綜合性能達到最佳配合。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種GH4698合金的熱處理方法，該方法不采用二次固溶處理，而改用一次固溶，然后低溫時效后高溫時效，共進行3次時效的熱處理制度，采用該方法能細化晶粒，提高鍛件的綜合力學性能，得到較理想的綜合性能。

所述GH4698合金的熱處理方法，包括以下步驟：

（1）在900～1050℃處理至少5小時，冷卻，使晶界及晶內均析出大γ'相，晶粒度細化至5～6級左右；

（2）在580～700℃低溫時效處理至少15小時，冷卻，此階段為預備階段，為后續不同尺寸的γ'析出做準備；

（3）在710℃～810℃一次高溫時效處理至少10小時，冷卻，使晶界及晶內均析出較小的γ'相；

（4）在780℃～880℃二次高溫時效處理至少5小時，冷卻，最后晶界及晶內均存在不同尺寸的γ'相，且晶粒度仍保持在5～6級左右。

優選地，用于所述熱處理方法的GH4698合金的原始晶粒度為5級左右（例如4.5~5.5級），組織均勻，可以出現個別粗大晶粒等要求

優選地，步驟（1）所述處理溫度為950~1030℃，進一步優選為990~1000℃，特別優選為1000℃。

優選地，步驟（1）所述處理時間為7~15小時，進一步優選為8~10小時，特別優選為8小時。

優選地，步驟（1）所述冷卻為出爐空冷。