專利名稱:超耐熱合金鑄件的變速加熱的固溶熱處理的制作方法
本發(fā)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(qiáng)化沉淀相那里得到很大的強(qiáng)度;γ′相的數(shù)量和形態(tài)對(duì)這些材料的機(jī)械性能有很大的作用。當(dāng)加熱到溶線溫度以上時(shí)，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(shí)也含有鑄態(tài)的偏析相，該偏析相在低于該制品的液相線溫度時(shí)熔化。這樣低的熔化溫度叫做初期熔化，它的存在會(huì)影響鑄件的機(jī)械性能。初期熔化溫度有時(shí)和γ′溶線溫度有相同范圍的事實(shí)使這些合金的熱處理復(fù)雜化。
關(guān)于各種超耐熱合金的熱處理，在例如，美國(guó)專利號(hào)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(zhuǎn)讓的美國(guó)系列號(hào)501，662中皆有闡述。其中有幾個(gè)專利指出，通過(guò)將鑄件緩慢地加熱到正好在它的初期熔化點(diǎn)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(kuò)散到該合金基體中，從而升高該鑄件的初期熔化點(diǎn)。于是，可以進(jìn)一步升高該制品的溫度，使更多的偏析相擴(kuò)散到基體中，同時(shí)進(jìn)一步升高初期熔化點(diǎn)。美國(guó)專利號(hào)3，753，790、3，783，032和美國(guó)系例號(hào)501，662闡述了一種對(duì)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(gè)溫度，并在此溫度下保溫以使偏析相可擴(kuò)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(gè)溫度下開(kāi)始保溫以后，以平緩而連續(xù)(一定)的速度加熱這些鑄件到一個(gè)最高溫度Tmax，以使偏析相進(jìn)一步擴(kuò)散到基體中。這種形式的熱處理程序示于圖2。
先有技術(shù)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(zhǎng)的;因?yàn)闊崽幚沓杀倦S著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，所以工程師們要尋求可以生產(chǎn)具有最佳性能鑄件的改進(jìn)的熱處理程序，其中要把熱處理時(shí)間減少到最短限度。
根據(jù)本發(fā)明，含有γ′強(qiáng)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(gè)規(guī)定溫度，其中在每?jī)蓚€(gè)相鄰的規(guī)定溫度之間單位時(shí)間內(nèi)溫度升高的速度R，十分接近在相同的兩個(gè)相鄰溫度之間初期熔化溫度的升高速度。更準(zhǔn)確地說(shuō)，該制品溫度對(duì)時(shí)間的曲線確定了一系列斜線，其中在任何兩個(gè)相鄰的規(guī)定溫度之間，每個(gè)斜線的斜率都非常接近初期熔化溫度對(duì)時(shí)間曲線的斜率。在任何低于最高溫度Tmax的規(guī)定溫度下沒(méi)有進(jìn)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(shí)使任何初期熔化減到最少。
在Tmax保溫一段時(shí)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(shuō)，在該制品溫度達(dá)到Tmax之后即可立即使它快速冷卻。最后，在選定的溫度下，時(shí)效該制品以使γ′相重新沉淀并成長(zhǎng)到合乎要求的形態(tài)。
對(duì)本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求
來(lái)說(shuō)，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(guī)定溫之間的速度R就會(huì)“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(zhǎng)本技術(shù)領(lǐng)域：
的人對(duì)有關(guān)已溶解的γ′量和均勻化偏析相數(shù)量所用的詞“基本上所有”是很容易理解的，可參閱本發(fā)明的如下所有的參考文獻(xiàn)例如美國(guó)專利號(hào)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。
這種把制品溫度逐漸升高到γ′溶線溫度以上，直至到達(dá)Tmax之前都沒(méi)有保溫(均熱處理)的工藝同先有技術(shù)的工藝相比，可以縮短熱處理時(shí)間和降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明是對(duì)先有技術(shù)的工藝加以改進(jìn)，例如，不需要在中間溫度進(jìn)行均熱處理就可成功地?zé)崽幚恙谩鋸?qiáng)化的鎳基合金，這點(diǎn)是先有技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)的。在定向凝固單晶體或針狀晶粒的鎳基超耐熱合金制品的熱處理中，本發(fā)明特別有用?？梢园凑毡景l(fā)明進(jìn)行熱處理的單晶體鑄件的一個(gè)試樣具有如下成分(重量百分?jǐn)?shù))大約8-12Cr、3-7Co、3-5W、1-2Ti、10-14Ta、4.5-5.5Al和其余為Ni。具有這種化學(xué)成分的制品可以按如下工藝進(jìn)行熱處理用至少大約1小時(shí)的時(shí)間將制品從室溫加熱到大約2，250°F;然后以每分鐘大約2 1/2°F的速度把制品溫度從2，250°F升高到大約2，300°F;從2，300°F到大約2，310°F的升溫速度為每分鐘大約1°F;從2，310°F到2，320°F按每3分鐘大約1°F的速度;從2，320°F到2，330°F按每3 1/2分鐘大約1°F;從2，330°F到2，350°F按每5分鐘大約1°F;從2，350°F到2，365°F按每10分鐘大約1°F;在2，365°F保溫30分鐘，以使基本上所有的γ′相溶解到γ相基體中，并且使基本上所有的偏析相均勻化到γ相基體中。在2，365°F(Tmax)保溫后，以每分鐘至少大約115°F的速度將制品快速冷卻到大約2，100°F以下，然后以空冷或更快的速度冷卻到大約800°F以下，這樣做是為了保持固溶的和均勻的顯微組織。最后，將制品在大約1，600°F時(shí)效32小時(shí)，結(jié)果產(chǎn)生一種在γ基體中含有γ′沉淀物的顯微組織，該γ′沉淀物具有小于大約0.5微米的額定尺寸。
試驗(yàn)表明，根據(jù)本發(fā)明的工藝可以同時(shí)熱處理大、小鑄件的混合批料，從而表明本發(fā)明的有效性與被處理制品的幾何形狀無(wú)關(guān)。因?yàn)殍T件中的偏析量一般隨著鑄造制品的尺寸和復(fù)雜性的增加而增加，所以已發(fā)現(xiàn)，很難用先有技術(shù)的熱處理程序來(lái)熱處理混合的鑄件批料。在本發(fā)明中，鑄件的溫升速度慢得足以能夠使所有制品均勻加熱，而與它們的幾何形狀無(wú)關(guān)，同時(shí)在低于Tmax溫度下沒(méi)有必要持續(xù)的故意的均熱處理。
試驗(yàn)也表明，同用先有技術(shù)的熱處理制品相比，根據(jù)本發(fā)明熱處理的制品顯示再結(jié)晶的傾向顯著減少。此外，根據(jù)本發(fā)明熱處理的制品中所觀測(cè)到的初期熔化量(不論以什么方式存在)都大大地少于用先有技術(shù)熱處理的制品中所觀測(cè)到的初期熔化量。倘若鑄件溫度不是故意地超過(guò)初期熔化點(diǎn)，則緩慢的加熱速度將限制熔化程度。這種初期熔化的有害作用可以通過(guò)隨后進(jìn)行的變速熱處理而得以減輕或克服，這種熱處理類(lèi)似于上述已完成的一個(gè)熱處理，但是其中的規(guī)定溫度和/或速度略有降低。因此初期熔化的消除可以使另外就要報(bào)廢的鑄件得到使用。
從如下最佳實(shí)施方案和附圖的敘述將明顯地看到本發(fā)明上述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1和2圖示說(shuō)明先有技術(shù)的熱處理程序;
圖3說(shuō)明本發(fā)明的熱處理程序，用實(shí)例1所描述的合金實(shí)施時(shí)特別有效。
本發(fā)明是一種對(duì)過(guò)去的熱處理超耐熱合金的先有技術(shù)方法的改進(jìn)，該超耐熱合金含有低熔點(diǎn)的偏析相以及諸如γ′的強(qiáng)化沉淀相。使用本發(fā)明的熱處理是特別合乎需要的，因?yàn)橥扔屑夹g(shù)的方法相比它可以縮短熱處理時(shí)間，從而降低熱處理成本。
圖3說(shuō)明用于熱處理鎳基超耐熱合金鑄造制品的本發(fā)明方法，該制品含有一種諸如γ′的強(qiáng)化沉淀相，這種沉淀相在溶線溫度Ts下進(jìn)入固溶體，同時(shí)該制品也含有在一個(gè)初期熔化溫度Ti下熔化的偏析相。圖中的虛線是用來(lái)表示在本發(fā)明的熱處理程序中初期熔化溫度Ti的近似變化。根據(jù)本發(fā)明，從大約室溫T0開(kāi)始以R1的溫升速度(每單位時(shí)間的°F)，將制品迅速加熱到溫度T1。T1低于初期熔化溫度Ti，但所低溫度大約在35°F以內(nèi)。憑被熱處理的具體合金在溶線溫度和初期熔化溫度之間的差異，T1可以高于或低于該溶線溫度。因?yàn)楸景l(fā)明的一個(gè)目的是要減少總的熱處理時(shí)間，所以溫升速度R1是盡可能地快，當(dāng)然是在具體所采用的爐子允許的范圍內(nèi)。一般，R1應(yīng)該至少為每分鐘大約40°F。
當(dāng)溫度達(dá)到T1，而且沒(méi)有故意保溫于T1的情況下，把溫度的變化速度降到R2，并且以這樣速度保持到該制品溫度達(dá)到規(guī)定的溫度T2。正如圖3中所看到的，在溫度從T1升到T2期間，該初期熔化溫度Ti也升高，結(jié)果是T2低于Ti。參考該圖，于是將該制品溫度升高到規(guī)定的、逐漸升高的溫度T3、T4、T5、T6，然后升到最高溫度Tmax＝T7。將溫度從T2升高到T3時(shí)的速度為R3;從T3升高到T4時(shí)的速度為R4;其余的溫度和速度依此類(lèi)推。在低于Tmax的規(guī)定溫度下沒(méi)有故意的保溫。當(dāng)然，應(yīng)該理解到Tmax沒(méi)有必要精確地相當(dāng)于這樣7個(gè)規(guī)定溫度的最后一個(gè)。然而，圖3表示Tmax為T(mén)7，其原因?qū)⒃谙旅娴膶?shí)例1中明顯地看到。通常根據(jù)美國(guó)專利號(hào)3，753，790和378，032(包括在參考文獻(xiàn)內(nèi))介紹的金相檢驗(yàn)法確定具體的溫度T和速度R。簡(jiǎn)單地說(shuō)，為了確定具體的規(guī)定溫度T和在每?jī)蓚€(gè)相鄰的規(guī)定溫度之間的速度R，要求進(jìn)行許多試驗(yàn)，在這些規(guī)定溫度下能溶解最大量的γ′和使最大量的偏析相均勻化，而沒(méi)有初期熔化。于是，利用這些試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定最佳的熱處理程序，即用最短的時(shí)間產(chǎn)生合乎要求的顯微組織的熱處理程序。
將制品在T7溫度下保溫一段時(shí)間，以保證使基本上所有的γ′相溶解，并且使基本上所有的偏析相均勻化到γ相基體中，在T7的保溫可能是不需要的，這取決于被熱處理的具體合金。即制品溫度達(dá)到T7時(shí)，可以立即冷卻該制品。不管在T7有沒(méi)有保溫，將該制品進(jìn)行空淬或用其他方法以足夠可以保持固溶和均勻化顯微組織的快速度，將該制品快速冷卻到Ts以下。然后，該制品在適當(dāng)溫度下進(jìn)行時(shí)效以重新析出和粗化γ′相，并且產(chǎn)生合乎要求的顯微組織和性能。
必須注意并非所有溫度都可以被認(rèn)為是“規(guī)定的”溫度，除了這些溫度中順序的兩個(gè)溫度之間的溫升速度不同(即，不相等)之外。
γ′相的溶解和偏析相的均勻化是兩種控制的擴(kuò)散過(guò)程。因此，發(fā)生這些過(guò)程的速度是該制品溫度的指數(shù)函數(shù)。在本發(fā)明的熱處理中，因?yàn)闇囟炔粩嗟乇簧?，所以這兩種控制的擴(kuò)散過(guò)程都不得不以比較高的速度發(fā)生。這不同于先有技術(shù)的工藝，在先有技術(shù)中，不是在中間溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫后才升高溫度，就是很少考慮到對(duì)初期熔化溫度總的變化結(jié)果，以恒定的速度升高溫度。
在任何兩個(gè)規(guī)定的溫度T中間，有一個(gè)合乎要求的溫升速度R，該溫升速度R將產(chǎn)生最大程度的均勻化和溶解。雖然進(jìn)一步增加任何具體速度R會(huì)增加均勻化和溶解的程度，但是也將會(huì)不利地增加初期熔化的可能性。因此，應(yīng)該選擇規(guī)定溫度T和相鄰的兩個(gè)規(guī)定溫度之間的相應(yīng)速度R，以使均勻化和溶解度達(dá)到最大，而在制品溫度和初期熔化溫度之間仍然保持一個(gè)適當(dāng)?shù)木彌_區(qū)(cushion)。雖然各種不同合金和成分可以采用10-20°F的緩沖區(qū)，但是認(rèn)為一個(gè)大約至少35°F的緩沖區(qū)是合適的。
仍然參見(jiàn)圖3，制品溫度對(duì)時(shí)間的曲線代表一系列斜線，其中相鄰的規(guī)定溫度之間，每個(gè)斜線的斜率緊密地接近初期熔化溫度對(duì)時(shí)間曲線的斜率。如上所述，在低于Tmax的任何規(guī)定溫度下沒(méi)有給予故意的保溫，制品在相鄰的規(guī)定溫度之間的溫度總是低于初期熔化溫度，但所低溫度大約在35°F之內(nèi)。
應(yīng)該注意到，雖然圖3表示一系列斜線或折線，它們確定在規(guī)定溫度T1、T2等之間的溫升速度，速度R在相差僅幾度的規(guī)定溫度T之間的變化是在本發(fā)明范圍之內(nèi)的。在這種情況下，這些折線應(yīng)該是很短的，并且溫度對(duì)時(shí)間的曲線可能接近一種光滑的曲線。
參考如下旨在說(shuō)明而不是限制的實(shí)例，可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)具體方面。
實(shí)例1根據(jù)美國(guó)專利號(hào)3，260，505和3，494，709指出的方法，將美國(guó)專利號(hào)4，209，348介紹的鎳基超耐熱合金(具有重量百分比的成分大約為8-12Cr、3-7Co、3-5W、1-2Ti、10-14Ta、4.5-5.5Al和其余為Ni)鑄造成一種單晶制品。在大約2，300-2350°F的溫度范圍內(nèi)觀測(cè)到具有這種成分的單晶體鑄件的初期熔化;在大約2，250°F溫度下，γ′沉淀物開(kāi)始進(jìn)入固溶體。但是，應(yīng)該看到，成分、凝固工藝和制品幾何形狀的微小差異會(huì)引起溶線和初期熔化點(diǎn)的差異。另外，甚至在同樣的鑄件內(nèi)，溶線和初期熔化點(diǎn)可能有輕微的差異存在。這種溶線和初期熔化點(diǎn)的差異使這類(lèi)合金制品的熱處理發(fā)生困難?？朔@些困難的必要性，部分地導(dǎo)致本發(fā)明的產(chǎn)生。
為了熱處理具有上述成分的單晶鑄件，開(kāi)始在保護(hù)性氣氛中以至少每分鐘大約40°F的速度R1，將制品從室溫T。(圖3)加熱到大約2，250°F的溫度T1。一旦制品溫度超過(guò)溶線溫度TS時(shí)，γ′相就開(kāi)始進(jìn)入該γ基體的固溶體中，并且在熱處理過(guò)程的其余處理期間繼續(xù)進(jìn)入γ基體的固溶體中。當(dāng)制品達(dá)到溫度T1時(shí)，以小于R1的溫升速度R2，把溫度升高到T2。在T1沒(méi)有故意保溫。當(dāng)然，這取決于所采用的熱處理爐型，當(dāng)達(dá)到T1時(shí)，在溫升速度從R1到R2的變化中，可能會(huì)有一些延遲，這種非故意的延遲會(huì)使溫度短時(shí)間保持于T1，但對(duì)本說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求
書(shū)來(lái)說(shuō)，不認(rèn)為它是一種等溫保持或勻熱處理。該溫度T2大約為2300°F，R2大約為每分鐘2 1/2°F。請(qǐng)注意，在T2和T1之間的制品溫度對(duì)時(shí)間曲線的斜率十分接近T2和T1之間的初期熔化曲線的斜率，就上述的具體合金成分而言，初期熔化溫度和制品溫度間的差值不大于20°F左右是較好的。但最好，該差值不大于10°F，在整個(gè)熱處理程序的過(guò)程中，當(dāng)制品加熱到依次的規(guī)定溫度時(shí)，使制品溫度和初期熔化溫度之間的差值保持得盡可能的小，從而保證最大限度地利用固態(tài)擴(kuò)散過(guò)程。也就是說(shuō)，當(dāng)初期熔化點(diǎn)升高時(shí)，該制品溫度也升高，所以最終減少了總的熱處理時(shí)間。以每分鐘大約1°F的速度R3，將溫度從T2升高到T3(2310°F)，而T2和T3之間的溫度對(duì)時(shí)間曲線的斜率再次十分接近初期熔化曲線的斜率。下表1給出圖3中所示的整個(gè)熱處理的程序，包括由上述合金制造的單晶鑄件的其余溫度T4、T5、T6和T7以及對(duì)應(yīng)的速度R4、R5、R6、R7。請(qǐng)注意，在低于T7＝Tmax的溫度下沒(méi)有故意的保溫。
表1變速的熱處理程序加熱速度，R 溫度T(°F)R1每分鐘40°F T12，250R2每分鐘2 1/2°F T22，300R3每分鐘1°F T32，310R4每3分鐘1°F T42，320R5每3 1/2分鐘1°F T52 330R6每5分鐘1°F T62，350R7每10分鐘1°F T72，365該制品應(yīng)該在T7＝Tmax下保溫30分鐘，這是為了保證使基本上所有的在放大100倍時(shí)可發(fā)現(xiàn)的γ′相溶解，而一些共晶的γ′島或坑除外。如果在技術(shù)上把共晶γ′坑認(rèn)為是一種偏析相，那末在變速熱處理程序中發(fā)生的充分程度的均勻化可使基本上所有的沉淀物γ′溶解，而沒(méi)有出現(xiàn)有害的初期熔化。當(dāng)滿足此規(guī)范時(shí)，可認(rèn)為基本上所有的偏析相都已被均勻化了。然后以每分鐘大約115°F的速度將制品冷卻到大約2，100°F以下，爾后以空冷或更快的速度冷到大約800°F以下。在淬火操作以后，可以進(jìn)行大約1975°F、4小時(shí)的時(shí)效處理。然后將該制品加熱到1600°F左右，保溫32小時(shí)，以析出形態(tài)合乎要求的γ′相。γ′尺寸較好是小于0.5微米左右;最好在0.3和0.5微米之間。在該顯微組織中可能有不多的碳化物或共晶γ′島，但是一般在放大100倍的低倍情況下，該顯微組織是沒(méi)有特征的。
實(shí)例Ⅱ正如眾所周知的，增加Al+Ti含量可以提高例如實(shí)例1中所描述的一種合金的強(qiáng)度。但是，這些鋁和鈦的添加劑對(duì)所得鑄件的熱處理效能有不良的影響，這是由于偏析的增加和初期熔化溫度的降低所引起的。以每分鐘大約40°F的快速將含有Al+Ti＝6.3%(重量)高含量的實(shí)例1的單晶鑄件成功地加熱到T1＝2，300°F。在T1沒(méi)有故意保溫的情況下，以每分鐘大約1°F的速度將溫度升高到T2，T2等于2335°F左右。然后將溫度升高到2，365°F左右，此溫度相當(dāng)于T3＝Tmax。在T2和T3之間的溫升速度大約為每6分鐘1°F。經(jīng)T3保溫1小時(shí)，爾后淬火過(guò)的鑄件的金相檢驗(yàn)顯示出一些偶然的初期熔化，同時(shí)有小部分溶解不充分的(粗糙的)γ′。該熱處理被認(rèn)為是滿意的，并且這些結(jié)果比用先有技術(shù)的方法所得到的那些結(jié)果更好。
雖然根據(jù)最佳實(shí)施方案說(shuō)明和敘述了本發(fā)明，但是擅長(zhǎng)于本技術(shù)領(lǐng)域：
的那些人將會(huì)明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式上和內(nèi)容上作出各種變更。
權(quán)利要求
1.一種用以熱處理鎳基超耐熱合金鑄造制品的方法，該制品具有γ′強(qiáng)化相和低熔化溫度偏析相，該強(qiáng)化相具有溶線溫度Ts，而偏析相具有初期熔化溫Ti，該方法包括，將制品溫度升高到規(guī)定的，逐漸地升高的高于Ts和低于Ti的溫度，直到最高的溫度Tmax，然后將制品快速冷卻到Ts以下，其中在相鄰的上述規(guī)定溫度之間的溫升速度十分接近在上述相鄰的所述規(guī)定溫度之間的初期熔化溫度升高的速度，在低于Tmax溫度下沒(méi)有故意的保溫，在Tmax時(shí)基本上所有的γ′相被溶解和基本上所有的偏析相被均勻化。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，其中在相鄰的所述的規(guī)定溫度之間的溫升速度繼續(xù)不斷地降低。
3.按照權(quán)利要求
2的方法，其中在所述的規(guī)定溫度之間的制品溫度總是低于初期熔化溫度，至少大約在20°F以內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求
2的方法，還包括對(duì)已熱處理的制品進(jìn)行時(shí)效的步驟，從而導(dǎo)致已溶解的γ′相沉淀和長(zhǎng)成合乎要求的形態(tài)。
5.一種用以熱處理鎳基超耐熱合金鑄造制品的方法，該制品具有γ相基體且含有γ′強(qiáng)化相和低熔化溫度偏析相，該強(qiáng)化相具有溶線溫度Ts，而偏析相具有初期熔化溫度Ti，其中Ts＜Ti，該方法包括步驟如下(a)將該制品加熱到T1溫度，T1高于Ts和低于Ti，但所低溫度約在35°F范圍內(nèi)，其中γ′相開(kāi)始進(jìn)入γ相基體的固溶體中，并且偏析相開(kāi)始在γ相基體中被均勻化，γ相基體中偏析相的均勻化使初期熔化溫度升高，(b)在T1沒(méi)有故意保溫的情況下，以逐漸減慢的速度R2、R3、R4、…Rmax-1，將該制品的溫度升到規(guī)定的、漸近的較高的溫度T2、T3、T4…Tmax-1，在上述各個(gè)規(guī)定的溫度下沒(méi)有相應(yīng)地分別進(jìn)行故意保溫，所述的溫度低于Ti，而所低溫度約在35°F范圍內(nèi)，其中γ′相的溶解和偏析相的均勻化繼續(xù)進(jìn)行，并且初期熔化點(diǎn)被進(jìn)一步升高，(c)在Tmax-1沒(méi)有故意保溫的情況下，以Rmax＜Rmax-1的溫升速度將該制品的溫度升高到Tmax，在Tmax故意保溫一段時(shí)間，足以使基本上所有的γ′相溶解和足以使基本上所有的偏析相均勻化，其中Tmax低于Ti，而所低溫度約在35°F范圍內(nèi)，(d)以一種足以能保持該固溶的顯微組織和防止強(qiáng)化相析出或粗化的速度，將該制品冷卻到Ts以下的溫度，(e)時(shí)效該制品而導(dǎo)致強(qiáng)化相沉淀和長(zhǎng)成具有一種最佳的形態(tài)。
6.一種用以熱處理基本上由重量百分?jǐn)?shù)大約8-12Cr、3-7Co、3-5W、1-2Ti、10-14Ta、4.5-5.5Al和其余為Ni所組成單晶超耐熱合金鑄造制品的方法包括如下步驟(a)以至少每分鐘大約40°F的速度R1，將該制品加熱到大約2，250°F的溫度T1，(b)在T1沒(méi)有故意保溫的情況下，以每分鐘大約2 1/2°F的速度R2，將該制品從T1加熱到大約2，300°F的溫度T2，(c)在T2沒(méi)有故意保溫的情況下，以每分鐘大約1°F的速度R3，將該制品從T2加熱到大約2，310°F的溫度T3，(d)在T3沒(méi)有故意保溫的情況下，以每3分鐘大約1°F的速度R4，將該制品從T3加熱到大約2，320°F的溫度T4，(e)在T4沒(méi)有故意保溫的情況下，以每3 1/2分鐘大約1°F的速度R5，將該制品從T4加熱到大約2，330°F的溫度T5，(f)在T5沒(méi)有故意保溫的情況下，以每5分鐘大約1°F的速度R6，將該制品從T5加熱到大約2，350°F的溫度T6，(g)在T6沒(méi)有故意保溫的情況下，以每10分鐘大約1°F的速度R7，將該制品從T6加熱到大約2，365°F的溫度T7，(h)在T7將該制品保溫約30分鐘，(i)以至少每分鐘約115°F的速度，將該制品冷卻到約2，100°F以下，(j)將該制品在約1，600°F時(shí)效至少約32小時(shí)。
專利摘要
本發(fā)明介紹鎳基超耐熱合金鑄造制品的熱處理方法。根據(jù)本發(fā)明，將制品逐漸加熱到較高的溫度，高于γ′溶線溫度和低于初期熔化溫度。由于偏析的均勻化引起初期熔化溫度的升高，同時(shí)γ′溶入固溶體，因而均勻化的結(jié)果是制品的溫升速度極其接近初期熔化的溫升速度。
文檔編號(hào)C22F1/00GK87102762SQ87102762
公開(kāi)日1987年10月21日 申請(qǐng)日期1987年4月9日
發(fā)明者厄爾·阿瑟·奧爾特 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan