[發明專利]一種高效強化鎳基高溫合金的時效熱處理工藝

有效

• 申請號: 202111544537.0
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114214583B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 樊江昆;景戰杰;劉栩東;李金山;唐斌;王軍;寇宏超;袁睿豪;陳彪
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22F1/10
• 分類號: C22F1/10
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 彭博

本發明公開了一種高效強化鎳基高溫合金的時效熱處理工藝，包括以下步驟：S1：將爐溫升至1100～1160℃，放入Inconel 625合金，保溫(d×0.6+30)～(d×0.6+70)min，其中，d為Inconel 625合金的橫截面直積，單位為mm；S2：取出Inconel 625合金，放入水中淬火，淬火水溫為10～25℃；S3：將一次淬火后的Inconel 625合金再次放入750℃～800℃的爐中，施加拉應力，保溫20～40h，其中，應力水平為100～250MPa；S4：取出Inconel 625合金，二次淬火，淬火水溫為10℃～25℃。本發明通過對固溶強化后的Inconel 625合金施加拉應力，進行蠕變時效熱處理，加快δ相的生成效率，無需進行幾百、成千小時的加熱，有效提高了其實用性，熱處理過程中，拉應力的施加還使得δ相的成型速度更快、數量更多、分布更加均勻，且尺寸更為細小，大幅度提升了拉伸強度。

技術領域

本發明涉及一種高效強化鎳基高溫合金的時效熱處理工藝，屬于高溫合金 技術領域。

背景技術

近年來，隨著航空發動機推進比不斷提升，關鍵零部件的服役環境也變得 非常苛刻。因此對高溫合金的高溫強度、持久性能、顯微組織穩定性，提出了 更高的要求。為了提升我國高溫合金材料技術，需要加強高溫合金制造創新體 系建設，強化高溫合金關鍵共性技術研發，以推進我國航空航天事業健康持續 發展。

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基體，能在600℃及以上的高溫及一定應力作 用下長期工作的一類合金金屬，具有良好的抗氧化、抗腐蝕、和抗疲勞性能， 因而成為裝備制造、能源化工、國防等領域不可缺少的一類材料。高溫合金種 類繁多，在眾多高溫合金中，鎳基高溫合金使用量最大，使用范圍也最廣。特 別是航空發動機的關鍵零部件：渦輪葉片、燃燒室、甚至渦輪增壓器，多采用 鎳基高溫合金制備。

在鎳基高溫合金中，根據強化方式不同，可將其分為固溶強化型以及沉淀 強化型合金，以Inconel 625合金為代表的固溶強化型鎳基高溫合金具有單相面心 立方結構，因而耐蝕性好；同時，由于其3d電子層幾乎被填滿，可以溶入半徑 較大的原子，如Fe，Al，Ti，Cr，Mo，Nb等，伴隨著大量的原子溶入會使得合 金基體發生晶格膨脹，產生長程內應力場，從而對合金變形過程中的位錯運動 產生阻礙，起到固溶強化的作用，進一步提高了合金的強度。

在金屬材料中，常見的強化方式包括：形變強化、固溶強化、沉淀強化、 細晶強化。對于單相的Inconel 625合金，如果能在γ-Ni基體中引入第二相，必然 會在固溶強化的基礎上，加入沉淀強化的作用，二者共同作用下進一步提高合 金的強度。因此國內外學者對于鎳基高溫合金中的第二相種類、得到第二相的 熱處理工藝、以及第二相對合金力學性能的影響，展開了深入的研究。

期刊論文《鎳基合金625中γ〃相沉淀的形核、生長和粗化動力學模擬》