[發明專利]一種改善Thermo-Span合金缺口敏感性的熱處理方法

有效

• 申請號: 201610394827.4
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN106854685B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 于連旭;孫文儒;張周博;張偉紅;劉芳;祁峰;信昕;賈丹;廉心桐;鄭丹丹;郭守仁;胡壯麒
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C21D1/00
• 分類號: C21D1/00;C21D1/78
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及高溫合金材料的熱處理領域，具體為一種改善Thermo?Span合金缺口敏感性的熱處理方法。該方法包括如下步驟：(1)固溶處理：在1085～1105℃固溶1h，空冷；(2)中間時效處理：在800～900℃保溫1～4h，空冷；(3)時效強化處理：在721℃保溫8h，按照55℃/h爐冷到621℃后，保溫8h，空冷。本發明通過簡單中間時效處理可消除Thermo?Span合金的缺口敏感性，從而增加其制造零件的可靠性。

技術領域

本發明涉及高溫合金材料的熱處理領域，具體為一種改善Thermo-Span合金缺口敏感性的熱處理方法。

背景技術

美國牌號Thermo-Span合金是一種抗氧化低膨脹高溫合金，按重量百分比計，其化學成分如下：C≤0.05，Si 0.2～0.3，Mn≤0.5，P≤0.015，S≤0.015，Cr 5.0～6.0，Ni 23.5～25.5，Co 28～30，Ti 0.7～1.0，Nb 4.5～5.2，Al 0.3～0.6，Cu≤0.5，B≤0.01，Fe余量。該合金可在700℃以下具有良好的抗氧化性，主要用于制備航空發動機中的間隙控制零件。低膨脹高溫合金的主要問題是由于Cr含量低，高溫晶界氧化引起脆化，導致缺口敏感性。由于實際零件的形狀復雜，一旦材料存在缺口敏感性，其制造的零件容易發生快速斷裂。

Thermo-Span合金的標準熱處理制度包括固溶處理和時效強化處理。固溶處理的目的在于完成靜態再結晶、回溶熱加工過程中析出的過量Laves相和γ′相顆粒。時效強化處理的目的在于控制γ′相的尺寸和數量。但是在工藝控制不當時，該合金也會出現缺口敏感性，說明熱處理工藝還有改進的余地。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善Thermo-Span合金缺口敏感性的熱處理方法，增加其制備零件的應用可靠性。

本發明的技術方案是：

一種改善Thermo-Span合金缺口敏感性的熱處理方法，包括如下步驟：

(1)固溶處理：在1085～1105℃固溶1h，空冷；

(2)中間時效處理：在800～900℃保溫1～4h，空冷；

(3)時效強化處理：在721℃保溫8h，按照55℃/h爐冷到621℃后，保溫8h，空冷。

所述的改善Thermo-Span合金缺口敏感性的熱處理方法，優選的，中間時效處理處理條件為在825～875℃保溫2～4h。

本發明的設計思想如下：

低膨脹高溫合金的缺口敏感性與晶界脆化有關，Thermo-Span合金的高溫固溶處理回溶了細小晶界強化Laves相。在進行后期時效強化處理時，晶內會析出大量γ′相，雖然使合金晶內強度明顯提高，但此狀態后合金的晶界Laves相析出很少，無法實現有效的晶界強化。如果在時效強化處理前，增加中間時效，使晶界析出Laves相，而晶內不析出γ′相，在不影響合金晶內強度的基礎上，實現有效強化晶界，或許可以改善合金的缺口敏感性，增加其制備零件的應用可靠性。本發明在固溶處理后增加中間時效處理，在800～900℃保溫時間在1～4h，再進行時效強化處理，經這樣的處理后，Thermo-Span缺口敏感性消除。中間時效處理的最佳溫度為825～875℃，保溫2～4h；低于825℃時，處理時間長容易影響在時效強化處理時合金的γ′相析出狀態；過高的處理溫度，會加快熱處理設備損耗，沒有必要。

本發明的優點及有益效果是：

本發明通過簡單中間時效處理可消除Thermo-Span合金的缺口敏感性，從而增加其制造零件的可靠性。

附圖說明

圖1為對比例1的組織；

圖2為實施例1的組織；

圖3為實施例2的組織；