[發明專利]一種0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti鎳基合金成型方法

有效

• 申請號: 202210948669.8
• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115011825B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 朱豪杰;齊偉;陸振平
• 申請（專利權）人: 無錫凱斯特鑄業有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05;C22F1/10
• 代理公司: 無錫睿升知識產權代理事務所(普通合伙) 32376
• 代理人: 肖晨

本發明公開了一種0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti鎳基合金成型方法，包括步驟：步驟S1，熔煉；步驟S2，熔融態的合金加熱1580~1730℃內保溫，冷卻1410~1630℃內；步驟S3，坯料鑄造成型：得到鑄件；步驟S4，固溶強化，包括以下工步：第一階段：加熱990~996℃保溫；第二階段：鑄件加熱1002~1007℃保溫；第三階段：加熱1010~1013℃保溫；第四階段：加熱1015~1019℃保溫；步驟S5，時效強化，包括以下工步：第一階段時效強化：加熱到717~738℃保溫；第二階段時效強化：加熱677~692℃保溫，冷卻到室溫，本發明優點是促進晶粒細化，提高合金的高溫拉伸和蠕變性能。

技術領域

本發明涉及鎳基合金制造領域，尤其涉及一種0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti鎳基合金成型方法。

背景技術

0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti鎳基合金屬于北美標號718型鎳基超級合金類，屬于鎳基沉淀強化型變形合金，該類合金在高溫狀態時具有較高強度、良好的韌性以及在高低溫環境中均具有很好的耐腐蝕性等優良特性，因此該類合金廣泛應用在航空航天設備制造領域，石油化工設備制造，核能設備制造等高精尖工業領域，用于制造航空發動機的輪軸、葉片、高強度螺栓等緊固件和設備機匣等。

隨著科學技術發展和合金應用領域的不斷擴大，對于這種高性能合金的用量也不斷擴大，由于高精尖設備所處工作環境越來越嚴苛，也就意味著要求該類合金制品具有更好的力學性能、更高的組織外穩定性、更佳的高溫性能。但是由于合金本身具有較高的溫度敏感度，容易在冶金的過程出現缺陷，導致合金的成品率有限。國內外的學者和企業主要在該種合金的成分優化以及相關工藝做相應的研究。

目前該種合金主要以固溶強化作為主要強化手段的鑄造與鍛造工藝為主，但是目前存在以下問題：

1、傳統工藝選擇在940~980℃的溫度范圍中進行固溶強化，導致析出過量的δ相，δ相自身體積大，影響組織晶粒細化，還因為δ相占用大量的Nb元素，導致其他強化相的析出，影響沉淀強化效果。

2、在高溫的工作環境下，合金組織的晶界處往往容易滑動變形，當滑動變形積累到一定程度，就會誘發出現裂痕，并且由于δ相容易富集在晶界處，容易在晶界處發生孔洞，也會加劇裂痕的擴大。

發明內容

針對上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti鎳基合金成型方法，其優點在于解決在傳統工藝處理出現的缺陷，提高晶粒的均一性，并且優化合金的組分，減少因Ni等基體元素發生富集現象，更加充分地促進晶粒細化，提高合金的高溫拉伸和蠕變性能，滿足更加嚴苛的服役環境要求。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

步驟S1，熔煉：將各元素原料加入到真空感應爐中進行熔煉，得熔融態的合金；

步驟S2，坯料初步均勻化處理：將熔融態的合金加熱到1580~1730℃內保溫，之后熔融態的合金冷卻到1410~1630℃內保溫；

步驟S3，坯料鑄造成型：將熔融態的合金注入到模具中，冷卻得到鑄件；

步驟S4，鑄件固溶強化，包括以下工步：

（1）第一階段固溶：鑄件加熱到990~996℃并保溫，之后鑄件冷卻處理；

（2）第二階段固溶：鑄件加熱到1002~1007℃并保溫，之后鑄件冷卻處理；

（3）第三階段固溶：鑄件加熱到1010~1013℃并保溫，之后鑄件冷卻處理；

（4）第四階段固溶：鑄件加熱到1015~1019℃并保溫，之后鑄件冷卻處理；

步驟S5，鑄件時效強化，包括以下工步：