Способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никеля

 

Способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никеля включает нагрев до температуры на 30-50°С выше температуры полного растворения γʹ-фазы, выдержку при этой температуре, последующее охлаждение с печью до температуры на 20-40°С ниже температуры полного растворения γʹ-фазы и дальнейшее ускоренное охлаждение на воздухе, после чего проводят старение в течение 16-32 ч с последующим охлаждением на воздухе. Способ позволяет повысить механические свойства и жаропрочность спеченных сплавов на основе никеля. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно спеченных жаропрочных сплавов на основе никеля, получаемых формованием гранул в изостатических условиях, и может быть использовано для термообработки конструкций, изготовленных из данных сплавов.

Известен способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никеля, включающий закалку с непрерывным регулируемым охлаждением со скоростью 6-10^oC/мин в интервале температур 1100-1050^oC и 8-0,5^oC/мин в интервале температур 1050-600^oC (SU, авт. свид. N 713175, C 22 F 1/10, 1981).

Недостатками этого способа являются невысокие механические свойства спеченных сплавов, обработанных данным способом, и чувствительность к концентраторам напряжений.

Наиболее близким к данному изобретению является известный способ термической обработки деформированных сплавов из легированных порошков на основе никеля, предусматривающий нагрев до 1200^oC, выдержку в течение 4 ч, охлаждение вместе с печью и старение (SU, авт. свид. N 531659, C 22 F 1/10, 1976).

Недостатками этого способа являются чувствительность к надрезам концентраторов напряжений, нестабильность свойств, невысокие механические свойства и жаропрочность изделий, получаемых компактированием порошка жаропрочных сплавов.

Техническая задача данного изобретения заключается в повышении механических свойств и жаропрочности спеченных сплавов на никелевой основе.

Данная задача решается за счет того, что осуществляют нагрев до температуры на 30-50^oC выше температуры полного растворения γʹ-фазы, а охлаждение с печью - до температуры на 20-40^oC ниже температуры полного растворения γʹ-фазы, и затем осуществляют дополнительное ускоренное охлаждение на воздухе, а в процессе старения осуществляют выдержку в течение 16-32 ч и последующее охлаждение на воздухе.

Нагрев до температуры на 30-50^oC выше температуры полного растворения γʹ-фазы с последующим охлаждением с печью до температуры на 20-40^oC ниже температуры полного растворения γʹ-фазы, исключение выдержки при этой температуре и последующее ускоренное охлаждение на воздухе способствуют уменьшению доли скоагулированной крупной γʹ-фазы от общего количества упрочняющей γʹ-фазы, что позволяет повысить жаропрочность сплавов и их механические свойства при комнатной температуре и препятствует выделению карбидов по границам зерен, что уменьшает чувствительность сплавов к концентраторам напряжений. Увеличение времени выдержки при старении до 16-32 ч позволяет получить оптимальный размер дисперсной γʹ-фазы, что уменьшает чувствительность сплавов к концентраторам напряжений.

Пример.

Проводили термообработку спеченного сплава на основе никеля, содержащего, мас.%: хром - 3,7; молибден 4,7; вольфрам - 5,2, алюминий - 2,3; титан - 2,7; ниобий - 16,0; гафний - 0,4; никель - остальное, при следующих режимах: температура растворения γʹ-фазы данного сплава равна 1170^oC.

1. Нагрев до 1220^oC, выдержка 4 ч, охлаждение с печью до 1150^oC, далее ускоренное охлаждение со скоростью 100^oC/мин до 750^oC и далее со скоростью 70-80^oC/мин, старение при 870^oC с выдержкой 16 ч и охлаждением на воздухе.

2. Нагрев 1220^oC - 4 ч, охлаждение с печью до 1140^oC, ускоренное охлаждение со скоростью 100^oC/мин до 750^oC и 70-80^oC/мин далее, старение при 970^oC - 24 ч, охлаждение на воздухе.

3. Нагрев 1220^oC - 4 ч, охлаждение с печью до 1130^oC, ускоренное охлаждение со скоростью 100-90^oC/мин до 750^oC и 70-80^oC/мин далее, старение 870^oC - 32 ч, охлаждение на воздухе.

В таблице приведены результаты испытаний механических свойств при комнатной температуре и жаропрочность при температуре 750^oC на гладких и надрезанных образцах.

Результаты исследования показали, что способ термической обработки жаропрочных никелевых сплавов значительно повышает их механические свойства и жаропрочность.

Формула изобретения

Способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никеля, при котором осуществляют нагрев до заданной температуры с выдержкой и с последующим охлаждением с печью и старение, отличающийся тем, что нагрев осуществляют до температуры на 30 - 50^oC выше температуры полного растворения γʹ-фазы, а охлаждение с печью - до температуры на 20 - 40^oC ниже температуры полного растворения γʹ-фазы и затем выполняют дополнительное ускоренное охлаждение на воздухе, а в процессе старения осуществляют выдержку в течение 16 - 32 ч и последующее охлаждение на воздухе.

РИСУНКИ

Рисунок 1