[其他]超耐熱合金鑄件的變速加熱的固溶熱處理

無效

• 申請號: 87102762
• 申請日: 1987-04-09
• 公開（公告）號: CN87102762A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發明（設計）人: 厄爾·阿瑟·奧爾特
• 申請（專利權）人: 聯合工藝公司
• 主分類號: C21D1/00
• 分類號: C21D1/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊麗琴,吳鴻亮

本發明涉及鎳基超耐熱合金鑄造制品的熱處理。

超耐熱合金通常是以鎳或鈷為基的金屬材料，它在大約1400°F和更高溫度下具有特別有效的性能。鎳基的超耐熱合金從一般稱之為γ′〔Ni₃（Ai、Ti）〕的強化沉淀相那里得到很大的強度;γ′相的數量和形態對這些材料的機械性能有很大的作用。當加熱到溶線溫度以上時，γ′沉淀相就可以溶解到合金的基體中。

超耐熱合金制品有時也含有鑄態的偏析相，該偏析相在低于該制品的液相線溫度時熔化。這樣低的熔化溫度叫做初期熔化，它的存在會影響鑄件的機械性能。初期熔化溫度有時和γ′溶線溫度有相同范圍的事實使這些合金的熱處理復雜化。

關于各種超耐熱合金的熱處理，在例如，美國專利號2，798，827、3，310，440、3，753，790、3，783，032、4，209，348、4，116，723以及和我們共同轉讓的美國系列號501，662中皆有闡述。其中有幾個專利指出，通過將鑄件緩慢地加熱到正好在它的初期熔化點溫度以下，可以升高鎳基超耐熱合金鑄件的初期熔化溫度。這種方式的加熱引起一些偏析相擴散到該合金基體中，從而升高該鑄件的初期熔化點。于是，可以進一步升高該制品的溫度，使更多的偏析相擴散到基體中，同時進一步升高初期熔化點。美國專利號3，753，790、3，783，032和美國系例號501，662闡述了一種對鎳基超耐熱合金鑄件的這種熱處理，其中將該制品加熱到第一個溫度，并在此溫度下保溫以使偏析相可擴散，然后如圖1所示，以分段形式加熱和保溫至一系列較高的溫度。在3，753，790和3，783，032專利中敘述了另一些熱處理程序：在第一個溫度下開始保溫以后，以平緩而連續（一定）的速度加熱這些鑄件到一個最高溫度Tmax，以使偏析相進一步擴散到基體中。這種形式的熱處理程序示于圖2。

先有技術中的分段式溫度熱處理程序和一定速度的熱處理程序都是冗長的;因為熱處理成本隨著時間的延長而增加，所以工程師們要尋求可以生產具有最佳性能鑄件的改進的熱處理程序，其中要把熱處理時間減少到最短限度。

根據本發明，含有γ′強化相和低熔化溫度偏析相的鎳基超耐熱合金鑄造制品的熱處理方法包括，將該制品加熱到高于γ′溶線溫度和低于初期熔化溫度的逐步升高的各個規定溫度，其中在每兩個相鄰的規定溫度之間單位時間內溫度升高的速度R，十分接近在相同的兩個相鄰溫度之間初期熔化溫度的升高速度。更準確地說，該制品溫度對時間的曲線確定了一系列斜線，其中在任何兩個相鄰的規定溫度之間，每個斜線的斜率都非常接近初期熔化溫度對時間曲線的斜率。在任何低于最高溫度Tmax的規定溫度下沒有進行有意的保溫，并且溫升速度R的選擇是為了使偏析的均勻化速度和γ′的溶解速度增加到最大限度，同時使任何初期熔化減到最少。

在Tmax保溫一段時間足以使基本上所有的γ′溶解和足以使基本上所有的偏析相均勻化，其后將該制品快速冷卻到該γ′溶線溫度以下，這是為了防止γ′或偏析相的沉淀。換句話說，在該制品溫度達到Tmax之后即可立即使它快速冷卻。最后，在選定的溫度下，時效該制品以使γ′相重新沉淀并成長到合乎要求的形態。

對本說明書和權利要求來說，如果在制品溫度和它的初期熔化溫度之間的瞬息差異小于至少約35°F的話，那末在相鄰的規定溫之間的速度R就會“十分接近”于此溫度間的初期熔化溫度升高的速度;最好這種差異小于20°F左右。此外，那些擅長本技術領域的人對有關已溶解的γ′量和均勻化偏析相數量所用的詞“基本上所有”是很容易理解的，可參閱本發明的如下所有的參考文獻：例如美國專利號3，753，790、3，783，032、4，116，723和4，209，348。最后，“偏析相”是在低于該合金的正常熔化（液相線）溫度的溫度下熔化的任何相，例如，包括在γ相基體中的偏析。