Способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никеля

Способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никеля

Реферат

 

Способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никеля включает нагрев до температуры на 30-50°С выше температуры полного растворения -фазы, выдержку при этой температуре, последующее охлаждение с печью до температуры на 20-40°С ниже температуры полного растворения -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 -фазы, а охлаждение с печью - до температуры на 20-40^oC ниже температуры полного растворения -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 -фазы с последующим охлаждением с печью до температуры на 20-40^oC ниже температуры полного растворения -фазы, исключение выдержки при этой температуре и последующее ускоренное охлаждение на воздухе способствуют уменьшению доли скоагулированной крупной -фазы от общего количества упрочняющей -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 -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 -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 -фазы, а охлаждение с печью - до температуры на 20 - 40^oC ниже температуры полного растворения -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