一种提高GH141材料屈服强度的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种提高GH141材料屈服强度的工艺，属于合金处理领域。一种提高GH141材料屈服强度的工艺，包括：1)将GH141材料按照标准工艺进行退火处理和固溶处理，得到供应态的基体组织；2)进行高温钎焊处理，得到高温钎焊后的基体组织3)对高温钎焊后的基体组织进行热处理，热处理条件为：在5.0

【技术实现步骤摘要】
一种提高GH141材料屈服强度的工艺


[0001]本专利技术属于合金处理领域，尤其是一种提高GH141材料屈服强度的工艺。

技术介绍

[0002]目前，沉淀硬化型镍基变形高温合金(GH141材料)在航空发动机、燃机等工业领域得到广泛应用，对于GH141材料，需经过机械加工、焊接、热处理等主要工序最终形成需要的产品。
[0003]因GH141材料从毛料到成品，需经过复杂的成形工序，如机械加工、冲压成型等工序，会使零件产生较大残余应力。焊接工序包括高温钎焊、氩弧焊、电子束焊接等，既会产生焊接应力，又影响了焊缝和基体的力学强度，最终都会对零件变形和使用性能产生较大影响，而后续热处理方法和参数设置的不合理会导致零件变形或力学性能达不到要求，造成零件超差甚至报废。
[0004]传统的GH141高温合金热处理标准仅对原材料退火、固溶、时效进行规定，为防止零件氧化，时效处理采用真空时效，具体工艺为：900℃，保温4h，氩气(0.5～2bar)风扇冷却。由于炉内充入氩气压力低，致使冷却的冷速较空冷稍慢，导致真空时效后屈服强度处于要求的下限值，存在屈服强度不合格的风险。另外，GH141材料的钎焊温度较高，钎焊温度介于固溶温度和时效温度之间，为防止焊缝开裂，真空钎焊时的先缓冷再通氩气快速冷，对GH141材料基体强化相γˊ的析出量和尺寸存在影响，造成零件时效处理后的最终屈服强度低。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服经标准工艺处理后的GH141材料屈服强度较低的缺点，提供一种提高GH141材料屈服强度的工艺。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种提高GH141材料屈服强度的工艺，包括以下步骤：
[0008]1)将GH141材料按照标准工艺进行退火处理和固溶处理，得到供应态的基体组织；
[0009]2)对步骤1)得到的供应态的基体组织进行高温钎焊处理，得到高温钎焊后的基体组织；
[0010]3)对步骤2)得到的高温钎焊后的基体组织进行热处理，热处理条件为：
[0011]在5.0
×
10-2
Pa气压以下，加热到830～860℃，保温1～2h；
[0012]之后炉冷到710～730℃，保温8～9h；
[0013]之后炉冷到610～630℃，保温8～9h；
[0014]之后通入空冷至80℃以下，完成热处理。
[0015]进一步，步骤3)中的空冷的操作为：
[0016]通入氩气，伴随有吹风扇。
[0017]进一步，将步骤1)得到的供应态的基体组织直接进行步骤3)所述的热处理。
[0018]进一步，步骤2)为：
[0019]对步骤1)得到的供应态的基体组织进行氩弧焊焊接，得到氩弧焊焊接后的基体组织。
[0020]进一步，步骤3)中的热处理条件为：
[0021]在4.0
×
10-2
Pa的气压下，加热到840℃，保温2h；
[0022]之后炉冷到720℃，保温9h；
[0023]之后炉冷到620℃，保温9h；
[0024]之后通入氩气、吹风扇冷却到70℃。
[0025]进一步，步骤3)中的热处理条件为：
[0026]在3.0
×
10-2
Pa下，加热到840℃，保温1h；
[0027]之后炉冷到710℃，保温8h；
[0028]之后炉冷到610℃，保温8h；
[0029]之后通入氩气、吹风扇冷却到60℃，完成热处理。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0031]本专利技术的提高GH141材料屈服强度的工艺，将GH141材料进行退火、固溶处理，得到供应态基体，将供应态基体进行或不进行高温钎焊，之后进行热处理，采取“低温长时”的真空时效，既提升了材料的屈服强度，又消除了残余应力，预防零件变形；在不进行钎焊处理时，获得的GH141材料屈服强度提升13％～30％；在进行钎焊处理后，获得的GH141材料屈服强度提升10％～30％。本专利技术的提高GH141材料屈服强度的工艺，不仅有助于降低机械加工产生的残余应力和焊接应力，还解决了因高温钎焊所导致的再时效材料屈服强度指标偏低的问题。
附图说明
[0032]图1为GH141合金的平衡相图；
[0033]图2为GH141合金经固溶和时效处理后的SEM图，其中，图2(a)、图2(b)为不同放大倍数下的SEM图；
[0034]图3为固溶和时效后的GH141合金经高温钎焊后的SEM图，其中，图3(a)、
[0035]图3(b)为不同放大倍数下的SEM图；
[0036]图4为经高温钎焊后的GH141合金进行标准时效处理后的SEM图；
[0037]图5为GH141合金经本专利技术的工艺后的SEM图。
具体实施方式
[0038]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0039]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了描述的那些以外的顺序实
施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0040]实施例1
[0041]采用本专利技术改善高温合金GH141材料强度的工艺方法，具体实施方式如下：
[0042](1)将零件按照材料标准进行退火处理和固溶处理，以此获得供应态的基体组织；
[0043](2)将步骤1)得到的供应态的基体组织进行氩弧焊焊接；
[0044](3)将焊接后的供应态的基体组织进行热处理，热处理的具体条件为：
[0045]在4.0
×
10-2
Pa下，将零件加热到840℃，在840℃下保温2h；
[0046]之后真空冷却到720℃，保温9h；
[0047]之后真空冷却到620℃，保温9h；
[0048]之后再通入高纯氩气+风扇冷却到70℃。
[0049]通过上述热处理用于提高GH141材料的屈服强度。
[0050]表1为GH141材料真空时效处理高温拉伸性能数据对比，在表1中，GH141材料真空时效处理高温拉伸性能数据对比，从表1中可以看出，实施例1热处理后得到的高温合金GH141材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高GH141材料屈服强度的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)将GH141材料按照标准工艺进行退火处理和固溶处理，得到供应态的基体组织；2)对步骤1)得到的供应态的基体组织进行高温钎焊处理，得到高温钎焊后的基体组织；3)对步骤2)得到的高温钎焊后的基体组织进行热处理，热处理条件为：在5.0
×
10-2
Pa气压以下，加热到830～860℃，保温1～2h；之后炉冷到710～730℃，保温8～9h；之后炉冷到610～630℃，保温8～9h；之后通入空冷至80℃以下，完成热处理。2.根据权利要求1所述的提高GH141材料屈服强度的工艺，其特征在于，步骤3)中的空冷的操作为：通入氩气，伴随有吹风扇。3.根据权利要求1所述的提高GH141材料屈服强度的工艺，其特征在于，将步骤1)得到的供应态的基体组织直接进行步骤3)所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，王玉锋，赵志雄，王军，孟涛，李庆，解保强，邓自强，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：