[發明專利]一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝

有效

• 申請號: 201610423988.1
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN105886979B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 趙志毅;劉謹;薛潤東;袁朝煜;白雪
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22F1/10
• 分類號: C22F1/10;C21D9/50
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝，屬于高溫合金的熱處理技術領域。

背景技術

GH141高溫合金是一種沉淀強化型高溫高強度合金，其經常會被用做焊接母材使用，但其作為焊接部件在進行熱處理時，易產生應變時效裂紋。有很多研究者對裂紋做了詳細的研究，并沒有研究者對高溫合金GH141焊后熱處理過程中應力的變化過程進行過專門的研究分析，但裂紋的產生和熱處理過程中應力的變化過程又直接相關。因此，研究不同熱處理工藝過程中應力的變化趨勢有著很重要的意義。

發明內容

本發明旨在提供一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝，便于得到數值小且平穩的應力，減小時效裂紋的產生概率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝，其特征在于：在Gleeble-3500熱模擬實驗機上模擬高溫合金試樣的焊接過程。模擬過程以200℃/s加熱到1200℃，保溫4s，以50℃/s冷卻到800℃，再以20℃/s冷卻到600℃，再以10℃/s冷卻到30℃。

如上所述的一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝，其中：在溫度下降過程中加入了一個沿軸向均勻加載的載荷，得到一個相當于存在殘余應力且受過焊接熱沖擊的熱影響區。

如上所述的一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝，其中：焊接完成后繼續通過Gleeble-3500熱模擬實驗機模擬固溶、一次時效和二次時效熱處理過程。

如上所述的一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝，其中，固溶溫度時間與二次時效溫度時間都固定不變，只改變一次時效溫度。一次時效溫度變化范圍為1020～875℃。

如上所述的一種時效溫度控制高溫合金GH141應力變化的工藝，其中：在模擬固溶、一次時效和二次時效熱處理過程中記錄應力的實時變化過程。

通過本發明工藝控制過程發現，不同溫度一次時效處理開始時的應力值不同，隨著一次時效處理溫度從1020～875℃逐漸降低，初始應力越來越大。不僅初始應力不同，不同處理溫度一次時效應力的變化趨勢也不同。1020℃、960℃、875℃應力呈下降趨勢，940℃應力先上升后下降，980℃、900℃應力呈上升趨勢。且一次時效處理溫度為980℃和900℃兩者的二次時效初始應力水平最高，940℃次之，1020℃、960℃和875℃三者的二次時效初始應力水平最低。總體來說在960℃處理時應力值較低且平穩。

附圖說明

圖1為本發明實測應力加載過程及應力隨熱處理變化曲線示意圖。

圖2為不同一次時效溫度下一次時效應力變化曲線。

圖3為不同一次時效溫度下二次時效應力變化曲線。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明提供的檢測方法進行介紹：

取GH141高溫合金制成Gleeble試驗標準樣品尺寸。

在Gleeble-3500熱模擬實驗機上模擬試樣的焊接過程，以200℃/s加熱到1200℃，保溫4s，以50℃/s冷卻到800℃，再以20℃/s冷卻到600℃，再以10℃/s冷卻到30℃。

在溫度下降過程中加入了一個沿軸向均勻加載的載荷，得到一個相當于存在殘余應力且受過焊接熱沖擊的熱影響區。

然后模擬焊后固溶、一次時效和二次時效過程。經1050～1080℃固溶處理后，分別進行兩級時效熱處理，首先，一次時效時間不變，溫度選取了1020℃、980℃、960℃、940℃、900℃、875℃這6個溫度作為一次時效溫度，分別保溫600s，然后以10℃/s冷卻到760℃，保溫1800s作為二次時效，最后以10℃/s冷到室溫。

在模擬固溶、一次時效和二次時效熱處理過程中記錄應力的實時變化過程，如附圖1所示。在圖上可以清晰看出應力隨著熱處理過程的變化情況。

不同一次時效溫度下一次時效應力及二次時效應力變化曲線分別如圖2和圖3所示。

不同溫度一次時效處理開始時的應力值不同，隨著一次時效處理溫度從1020～875℃逐漸降低，初始應力越來越大。不僅初始應力不同，不同處理溫度一次時效應力的變化趨勢也不同。1020℃、960℃、875℃應力呈下降趨勢，940℃應力先上升后下降，980℃、900℃應力呈上升趨勢。且一次時效處理溫度為980℃和900℃兩者的二次時效初始應力水平最高，940℃次之，1020℃、960℃和875℃三者的二次時效初始應力水平最低。總體來說在960℃處理時應力值較低且平穩。