一種調(diào)整優(yōu)質(zhì)gh2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，具體為一種調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] GH2132是Fe-25Ni-15Cr基高溫合金，加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強(qiáng)化。標(biāo)準(zhǔn) 熱處理制度為固溶處理加時效處理，固溶處理溫度900°C±10°C，保溫lh~2h，油冷；時效 處理為705°C±10°C，保溫16h，空冷；650°C±10°C，保溫16h，空冷。在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)下， 在γ基體上有球狀均勻、彌散分布的Ni3(Ti，Al)型丫'相。該合金具有良好的綜合性能， 晶粒度細(xì)小均勻，缺口敏感小，含碳量低，熱處理無須考慮脫碳等優(yōu)點。但采用標(biāo)準(zhǔn)熱處理 制度處理后，會出現(xiàn)屈服強(qiáng)度偏下限的問題，通常需要采用補充時效等方法來提高合金的 強(qiáng)度以滿足技術(shù)要求。
[0003] 加熱、保溫、冷卻是熱處理的基本過程，三者缺一不可，且每一階段都對熱處理后 產(chǎn)品的質(zhì)量和性能有重要影響。合理的冷卻能力，均勻的冷卻時保證零件性能、減小零件畸 變的主要措施。因此，冷卻介質(zhì)和冷卻方式的選擇至關(guān)重要。本發(fā)明葉片鍛件固溶處理后 采用一定溫度一定濃度的PAG類有機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)KR6480冷卻，通過改變固溶處 理后的冷卻方法，控制組織轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，來改善葉片的力學(xué)性能，調(diào)整屈服強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于一種調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法，解決現(xiàn) 有技術(shù)中存在屈服強(qiáng)度偏低的問題，通過調(diào)整鍛件熱處理后的屈服強(qiáng)度，使其滿足技術(shù)要 求。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] -種調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法，熱處理制度為固溶處理加 時效處理，固溶處理為900°C±10°C，保溫lh~2h;固溶處理后，采用PAG類有機(jī)聚合物水 溶性淬火介質(zhì)KR6480冷卻至室溫；采用兩次時效處理：第一次時效處理705°C±10°C，保 溫15~17h空冷至室溫；二次時效處理650°C± 10°C，保溫15~17h空冷至室溫。
[0007] 所述的調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法，KR6480淬火介質(zhì)的濃度 為30wt%~40wt%，淬火時淬火介質(zhì)的溫度范圍為20 °C~30 °C。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：
[0009] 1、本發(fā)明優(yōu)質(zhì)GH2132合金靜子葉片鍛件標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為固溶處理加時效處 理，固溶處理溫度900°C±10°C，保溫lh~2h，油冷；時效處理溫度705°C±10°C，保溫16h， 空冷；650°C± 10°C，保溫16h，空冷。但采用標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度處理后會出現(xiàn)屈服強(qiáng)度偏下限 的問題，為了改善鍛件的屈服強(qiáng)度，本發(fā)明固溶處理后采用一定溫度一定濃度的PAG類有 機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)KR6480冷卻，成功地實現(xiàn)了對鍛件屈服強(qiáng)度的調(diào)整。
[0010] 2、采用本發(fā)明的GH2132合金在航空發(fā)動機(jī)上使用，該技術(shù)可應(yīng)用于GH2132合金 葉片鍛件，也可以在該材料其他零件研制生產(chǎn)上進(jìn)一步推廣。
【附圖說明】
[0011] 圖1為冷卻特性和冷卻過程曲線。
[0012] 圖2為GH2132葉片試件標(biāo)準(zhǔn)熱處理后高倍組織。
[0013] 圖3為GH2132葉片試件應(yīng)用30%KR6480熱處理后高倍組織。
【具體實施方式】
[0014] 在具體實施過程中，本發(fā)明調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法，其工 藝路線如下：
[0015] 固溶（采用不同溫度不同濃度的PAG類有機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)KR6480冷 卻）一60°C~70°C的熱水沖洗一一次時效/空冷一二次時效/空冷一組織觀察一力學(xué)性 能試驗一確定工藝。
[0016] ①不同冷卻介質(zhì)的冷卻特性測試
[0017]先把試件加熱到850°C，再將其迅速投入淬火液中，把熱電偶溫度隨冷卻時間變化 的曲線記錄下來，即可得到所試驗材料在各具體液態(tài)介質(zhì)中的冷卻曲線。把冷卻曲線用計 算機(jī)進(jìn)行微分處理即可得到冷卻速度隨溫度變化曲線，就是淬火劑的冷卻特性曲線。
[0018] ②KR6480淬火介質(zhì)濃度選擇工藝試驗
[0019]配置8wt%、15wt%、20wt%、30wt%和40wt%五種濃度的KR6480水溶性淬火 介質(zhì)，淬火介質(zhì)的溫度控制在20°C~30°C，并應(yīng)用不同濃度的冷卻介質(zhì)完成熱處理工藝 試驗。其中，固溶處理為900°C±10°C，保溫lh~2h，KR6480冷卻，采用二次時效處理， 705°C±10°C，保溫 16h，空冷；650°C±10°C，保溫 16h，空冷。
[0020] ③組織觀察
[0021] 應(yīng)用掃描電鏡觀察工藝試驗試件的高倍組織。
[0022] ④力學(xué)性能測試
[0023] 測試應(yīng)用機(jī)械油和不同濃度KR6480冷卻后試驗件的室溫拉伸和高溫持久性能。
[0024] ⑤技術(shù)方案實施后的結(jié)果
[0025] 有機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)型號為KR6480,是由聚烷撐乙二醇類有機(jī)聚合物（主 要成分）、抗腐蝕劑、殺菌劑和其它添加劑組成的高濃度水溶液，使用時稀釋至合適的濃度。 KR6480逆溶點為75°C±3°C，原液的特性數(shù)據(jù)如表1所示。
[0026] 表1KR6480水溶性淬火介質(zhì)（原液）特性數(shù)據(jù)
[0027]
[0028] 表2淬火介質(zhì)的冷卻特性數(shù)據(jù)
[0029]
[0032] 兩次送檢的拉力測試結(jié)果如表4和表5所示，隨著KR6480淬火介質(zhì)濃度的提高， 試件的屈服強(qiáng)度略有提高。持久試驗結(jié)果如表6所示。
[0033] 表4GH2132合金葉片試件拉力結(jié)果1
[0034]
[0035] 表5GH2132合金葉片試件拉力結(jié)果2
[0036]
[0037] 下面，通過實施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0038] 實施例1 :
[0039] ①主要材料：GH2132鐵基變形高溫合金，它的主要化學(xué)成分為：wt%
[0040]
[0041] ②KR6480淬火劑，主要成分為聚烷撐乙二醇，以及水溶性防銹劑、偶聯(lián)劑、抗泡劑 等添加劑，逆溶點為75°C±3°C。
[0042] ③試驗設(shè)備及儀器：
[0043] ?箱式電阻爐，型號：H-75,用于試驗件固溶和時效處理；
[0044] ?KR智能型淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀，用于檢測和評估淬火介質(zhì)的冷卻特性；
[0045] ?手持式折光儀，用于檢測KR6480水溶性淬火介質(zhì)的濃度；
[0046] ? 50KN電子拉力試驗機(jī)，用于測試試驗件的室溫拉伸性能。
[0047] ④試驗過程
[0048] 1)先將試件和葉片用箱式爐固溶：900°C±10°C，保溫lh~2h，采用濃度為 30wt%的KR6480淬火介質(zhì)冷卻，淬火介質(zhì)的溫度控制在20°C~30°C;
[0049] 2)固溶后的試件和葉片用箱式電爐時效，705°C±10°C，保溫16h;650°C±10°C， 保溫16h，時效處理后均采用空冷；
[0050] 3)用拉力試驗機(jī)測試室溫拉伸性能，檢測數(shù)據(jù)如表7所示。
[0051] 表7固溶后采用30wt% KR6480冷卻的拉力結(jié)果
[0052]
[0053] 實施例2 :
[0054] ①主要材料：GH2132鐵基變形高溫合金，它的主要化學(xué)成分為：wt%
[0055]
[0056] ②KR6480淬火劑，主要成分為聚烷撐乙二醇，以及水溶性防銹劑、偶聯(lián)劑、抗泡劑 等添加劑，逆溶點為75°C±3°C。
[0057] ③試驗設(shè)備及儀器
[0058] ?箱式電阻爐，型號：H-75,用于試驗件固溶和時效處理；
[0059] ?KR智能型淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀，用于檢測和評估淬火介質(zhì)的冷卻特性；
[0060] ?手持式折光儀，用于檢測KR6480水溶性淬火介質(zhì)的濃度；
[0061] ? 50KN電子拉力試驗機(jī)，用于測試試驗件的室溫拉伸性能。
[0062] ④試驗過程
[0063] 1)先將試件和葉片用箱式爐固溶：900°C±10°C，保溫lh~2h，采用濃度為 40wt%的KR6480淬火介質(zhì)冷卻，淬火介質(zhì)的溫度控制在20°C~30°C;
[0064] 2)固溶后的試件和葉片用箱式電爐時效，705°C±10°C，保溫16h;650°C±10°C， 保溫16h，時效處理后均采用空冷；
[0065] 3)用拉力試驗機(jī)測試室溫拉伸性能，檢測數(shù)據(jù)如表8所示。
[0066] 表8固溶后采用40wt%KR6480冷卻的拉力結(jié)果
[0067]
[0068] 試驗中使用KR-SQTII冷卻特性測試儀對淬火介質(zhì)進(jìn)行檢測，冷卻特性和冷卻過 程曲線如圖1所示。由圖1可知，隨著KR6480淬火介質(zhì)濃度升高，從8wt%升高到40wt%， 最大冷速從172. 5°C/S降到80. 0°C/S。300°C的冷速也呈逐漸下降的趨勢，從71. 49°C/S 降到26. 21°C/S，這說明濃度是影響KR6480冷卻能力的主要因素之一，且隨著濃度的增加， 溶液的冷卻能力逐漸下降。當(dāng)KR6480濃度為40wt%時，最大冷卻速度為80. 0°C/S，與淬火 油的最大冷卻速度78. 9°C/S相當(dāng)，但300°C時冷卻速度為26. 21°C/S，比油的9. 5°C/S高 出較多，這說明水溶性淬火介質(zhì)的低溫冷速較快。
[0069] 在標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，試件的組織觀察結(jié)果如圖2所示。在應(yīng)用KR6480熱處理后，試 件的組織觀察結(jié)果如圖3所示。試驗結(jié)果顯示，隨著KR6480淬火介質(zhì)濃度的增加，葉片鍛 件的屈服強(qiáng)度有升高的趨勢。
[0070] 實施例結(jié)果表明，本發(fā)明葉片鍛件固溶處理后采用一定溫度一定濃度的KR6480 淬火介質(zhì)冷卻，通過改變固溶處理后的冷卻方法，控制組織轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，來調(diào)整鍛件 的屈服強(qiáng)度，使其滿足技術(shù)要求。淬火油的運動粘度（40°C)為15~40mm2/s，而KR6480工 作液的運動粘度（40°C)僅為1~5mm2/s。因此，用KR6480淬火時帶出量小得多，降低了 運行成本。
【主權(quán)項】
1. 一種調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法，其特征在于，熱處理制度為 固溶處理加時效處理，固溶處理為900°C±10 °C，保溫lh~2h;固溶處理后，采用PAG類 有機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)KR6480冷卻至室溫；采用兩次時效處理：第一次時效處理 705°C±10°C，保溫15~17h空冷至室溫；二次時效處理650°C±10°C，保溫15~17h空 冷至室溫。2. 按照權(quán)利要求1所述的調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法，其特征 在于，KR6480淬火介質(zhì)的濃度為30wt%~40wt%，淬火時淬火介質(zhì)的溫度范圍為20°C~ 3(TC〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，具體為一種調(diào)整優(yōu)質(zhì)GH2132合金葉片鍛件屈服強(qiáng)度的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在屈服強(qiáng)度偏低的問題，通過調(diào)整鍛件熱處理后的屈服強(qiáng)度，使其滿足技術(shù)要求。熱處理制度為固溶處理加時效處理，固溶處理為900℃±10℃，保溫1h～2h；固溶處理后，采用PAG類有機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)KR6480冷卻至室溫；采用兩次時效處理：第一次時效處理705℃±10℃，保溫15～17h空冷至室溫；二次時效處理650℃±10℃，保溫15～17h空冷至室溫。采用本發(fā)明的GH2132合金在航空發(fā)動機(jī)上使用，該技術(shù)可應(yīng)用于GH2132合金葉片鍛件，也可以在該材料其他零件研制生產(chǎn)上進(jìn)一步推廣。
【IPC分類】C21D6/00, C21D1/60
【公開號】CN105296721
【申請?zhí)枴緾N201510816711
【發(fā)明人】施國梅, 張尊禮, 劉永, 張凡云, 關(guān)紅
【申請人】沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月23日