[發(fā)明專利]GH4096合金鍛件的熱處理方法、制得的鍛件及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111411138.7
• 申請(qǐng)日: 2021-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN114107852B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李福林;程榮輝;付銳;伏宇;田偉;張少平;鐘燕;譚海兵;白云瑞;孟令超;余斌;田志凌;馮滌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京鋼研高納科技股份有限公司;中國(guó)航發(fā)四川燃?xì)鉁u輪研究院;鋼鐵研究總院
• 主分類號(hào): C22F1/10
• 分類號(hào): C22F1/10;C21D9/00;C22C19/05;F01D5/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 宋南

本發(fā)明涉及合金制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種GH4096合金鍛件的熱處理方法、制得的鍛件及其應(yīng)用。熱處理方法包括：將GH4096合金鍛件進(jìn)行固溶熱處理和時(shí)效熱處理；固溶熱處理包括：于900～1000℃保溫1～3h，再于1050～1080℃保溫1～4h；然后以40～100℃/min冷速降溫至950～1050℃，再以100～250℃/min冷速降溫至400℃以下；時(shí)效熱處理包括：于600～650℃保溫1～3h，再于730～760℃保溫2～6h；然后冷卻至室溫。本發(fā)明通過(guò)對(duì)固溶和時(shí)效熱處理工藝進(jìn)行調(diào)控，提高了GH4096合金鍛件在700℃及以上的蠕變性能，同時(shí)滿足其他綜合力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種GH4096合金鍛件的熱處理方法、制得的鍛件及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

GH4096為新型的變形鎳基高溫合金，具有良好的高溫綜合力學(xué)性能，用來(lái)制備航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)用渦輪旋轉(zhuǎn)部件等。細(xì)晶狀態(tài)的鍛件通常采用亞固溶和時(shí)效熱處理，來(lái)獲得滿足要求的鍛件。現(xiàn)有技術(shù)是在亞固溶熱處理中的冷卻過(guò)程中，采用很快的冷速來(lái)獲得尺寸盡可能小的晶內(nèi)冷卻二次γ′相，這種鍛件通常強(qiáng)度很高，但是鍛件內(nèi)部殘余應(yīng)力很大，700℃及以上的蠕變性能裕度很小。而目前尚缺乏如何提升高溫蠕變性能的熱處理技術(shù)的相關(guān)研究報(bào)告。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供GH4096合金鍛件的熱處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的GH4096合金鍛件高溫蠕變性能裕度小等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的第二目的在于提供采用上述熱處理方法制得的GH4096合金鍛件。

本發(fā)明的第三目的在于提供制得的GH4096合金鍛件在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)部件中的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

GH4096合金鍛件的熱處理方法，包括如下步驟：

將GH4096合金鍛件進(jìn)行固溶熱處理和時(shí)效熱處理；

所述固溶熱處理包括：于900～1000℃保溫1～3h，再于1050～1080℃保溫1～4h；然后以40～100℃/min冷速降溫至950～1050℃，再以100～250℃/min冷速降溫至400℃以下；

所述時(shí)效熱處理包括：于600～650℃保溫1～3h，再于730～760℃保溫2～6h；然后冷卻至室溫。

本發(fā)明的GH4096合金鍛件的熱處理過(guò)程中，基于降低固溶熱處理的冷卻過(guò)程中的二次γ′相的形核密度，一定程度上增大基體中強(qiáng)化相形成元素飽和度，提高彌散細(xì)小三次γ′相析出含量的原理，采用一定的固溶和時(shí)效熱處理工藝，提高GH4096合金700℃以上的蠕變性能和持久性能，同時(shí)滿足其他綜合力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)要求。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述固溶熱處理中，以≤120℃/h升溫至所述900～1000℃保溫1～3h；再以≤80℃/h升溫至所述1050～1080℃保溫1～4h。進(jìn)一步的，所述固溶熱處理中，于650℃以下裝爐。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述時(shí)效熱處理中，所述冷卻的方式為空冷、風(fēng)冷或爐冷。進(jìn)一步的，所述時(shí)效熱處理中，于400℃以下裝爐。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述GH4096合金鍛件的制備包括：將GH4096合金鑄錠開坯鍛造得到鍛坯，采用模鍛工藝制備得到所述GH4096合金鍛件。進(jìn)一步的，所述開坯鍛造包括約束開坯和3D整體鍛造。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述3D整體鍛造中，最后一火的鍛造溫度≤1080℃。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述鍛坯的晶粒度細(xì)于8級(jí)。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述模鍛工藝中，模鍛加熱溫度為1020～1080℃。