[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高鎳鐵鉻基變形高溫合金高溫拉伸塑性的熱處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710039623.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106834990B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙新寶;黨瑩櫻;袁勇;尹宏飛;魯金濤;楊珍;楊征;谷月峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華能?chē)?guó)際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22F1/10
• 分類(lèi)號(hào): C22F1/10;C22C30/00;C22C30/02;C22C19/05
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種提高鎳鐵鉻基變形高溫合金高溫拉伸塑性的熱處理工藝，在1050～1200℃范圍內(nèi)保溫0.5～2小時(shí)進(jìn)行固溶處理；從固溶溫度以0.1～20℃/min的速率冷卻到γ'相析出溫度以下20～150℃，保溫0.5～4小時(shí)后空冷至室溫；在γ'相析出溫度以下150～350℃保溫4～30小時(shí)，空冷至室溫。本發(fā)明采用高溫固溶、緩冷和低溫時(shí)效相結(jié)合的方法，獲得的合金組織晶粒尺寸適中，晶粒間形成彎曲的鋸齒晶界，晶界均勻分布M₂₃C₆型碳化物；在高溫條件下晶界具有較好的強(qiáng)化作用，合金可獲得較高的高溫拉伸塑性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種提高鎳鐵鉻基變形高溫合金高溫拉伸塑性的熱處理工藝。

背景技術(shù)

為滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)電力的需求，以及應(yīng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)峻要求，發(fā)展高效、節(jié)能、大容量、潔凈環(huán)保、可靠性高的新型電站技術(shù)是當(dāng)前火力發(fā)電的重要挑戰(zhàn)，其中不斷提高電站鍋爐的蒸汽參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的主要途徑之一。目前鍋爐蒸汽參數(shù)正在向650℃、700℃/35MPa以上發(fā)展，要實(shí)現(xiàn)高蒸汽參數(shù)機(jī)組的可靠運(yùn)行，鍋爐的關(guān)鍵管道如末級(jí)過(guò)熱器、末級(jí)再熱器、主蒸汽管道、集箱等的選材，主要集中在服役溫度更高的鎳基和鎳鐵基高溫合金。

鍋爐關(guān)鍵部件選材，不僅要求合金具有較好的高溫強(qiáng)度、抗腐蝕性、抗氧化性，同時(shí)兼具較好的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)良的加工性，鎳鐵鉻基高溫合金成為具有重要應(yīng)用前景的合金之一。鍋爐管在高溫服役過(guò)中，若部件承受的應(yīng)力高于合金的屈服強(qiáng)度，合金具有較高的高溫拉伸塑性，可以在出現(xiàn)脆性斷裂前發(fā)生塑性變形，避免突然斷裂發(fā)生爆管等事故，提高鍋爐管運(yùn)行的安全系數(shù)。

鎳鐵鉻基高溫合金的基體為奧氏體，晶內(nèi)主要利用沉淀強(qiáng)化相γ'(Ni₃(Ti、Al))和γ(Ni₃Nb)相等進(jìn)行析出強(qiáng)化，晶界析出M₂₃C₆型碳化物進(jìn)行晶界強(qiáng)化，合金高溫拉伸塑性的高低取決于合金晶界強(qiáng)化的效果。為獲得較好的綜合性能，主要采用的熱處理制度為高溫固溶處理后，采用快速空冷或水淬等方式冷卻到室溫；隨后添加1步或者2步低溫時(shí)效處理，在晶內(nèi)析出強(qiáng)化相γ'，同時(shí)晶界析出碳化物M₂₃C₆相。此類(lèi)熱處理工藝獲得的晶粒間晶界形狀多為平直狀，合金的屈服和斷裂強(qiáng)度較高，但拉伸塑性較低。在合金成分確定的條件下，為提高鎳鐵鉻基變形高溫合金的高溫拉伸塑性，有必要通過(guò)改善熱處理工藝來(lái)調(diào)整合金的晶界特征，提高晶界的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高鎳鐵鉻基變形高溫合金高溫拉伸塑性的熱處理工藝，改變晶界特征，提高鎳鐵鉻基變形高溫合金高溫拉伸塑性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種提高鎳鐵鉻基變形高溫合金高溫拉伸塑性的熱處理工藝，將軋制變形后的鎳鐵鉻基變形高溫合金，進(jìn)行高溫固溶處理，然后進(jìn)行緩慢冷卻處理，具體是從高溫固溶處理的高溫固溶溫度以0.1～20℃/min的速度冷卻到γ'相析出溫度以下20～150℃，保溫0.5～4小時(shí)后，空冷至室溫；最后進(jìn)行低溫時(shí)效處理；

其中，該合金按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括：Fe 20-30％，Cr 19-25％，Al 1.5-2.0％，Ti1.0-2.5％，Nb≤2.0％，Mo≤2.0％，W≤2.0％，Si≤0.5％，Mn≤1.0，Cu≤0.5，C≤0.1％，B≤0.01％，Zr≤0.05％，P≤0.05％，稀土元素≤0.20％，其余為Ni。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述高溫固溶處理的溫度為1050～1200℃，時(shí)間為0.5～2.0小時(shí)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述低溫時(shí)效處理具體為：在γ'相析出溫度以下150～350℃進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理時(shí)間為4～30小時(shí)，空冷至室溫。