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上海飛釩特鋼集團(tuán)有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第5年

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高溫合金的熱處理工藝是怎么樣的

時(shí)間:2022/4/22閱讀:2000
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高溫合金的性能與其組織有密切關(guān)系,高溫合金的組織是可以通過(guò)熱處理來(lái)調(diào)整的,如合金的晶粒大小,碳化物形態(tài)和分布,金屬間化合物(r')的大小和分布等都是通過(guò)熱處理工藝來(lái)控制的。對(duì)于變形合金來(lái)說(shuō),熱處理尤為重要。高溫合金的熱處理一般由固溶處理,中間處理和時(shí)效處理組成。
⑴固溶處理
固溶處理是為了溶解基體內(nèi)碳化物。r'相等以得到均勻的過(guò)飽和和固溶體,便于時(shí)效重新析出顆粒細(xì)小,分布均勻的碳化物和r'等強(qiáng)化相,同時(shí)消除由于冷熱加工產(chǎn)生的應(yīng)力,使合金發(fā)生再結(jié)晶。其次,固溶處理是為了獲得適宜的晶粒度,以保證合金高溫抗蠕變性能。固溶處理的溫度范圍大約在980~1250℃之間,主要根據(jù)各個(gè)合金中相的析出和溶解規(guī)律及使用要求來(lái)選擇,以保證主要強(qiáng)化相必要的析出條件和一定的晶粒度。對(duì)于長(zhǎng)期高溫使用的合金,要求有較好的高溫持久和蠕變性能,應(yīng)選擇較高的固溶溫度以獲得較大的晶粒度:對(duì)于中溫使用并要求較好的室溫硬度,屈服強(qiáng)度。拉伸強(qiáng)度。沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度的合金,可采用較底的固溶溫度,保證較小的晶粒度。高溫固溶。而且可能有某些相的析出。對(duì)于過(guò)飽和的度低的合金:低溫固溶處理時(shí),不僅有主要強(qiáng)化相的溶解,而且可能喲偶某些相的析出。對(duì)于過(guò)飽和度低的合金,通常選擇較快的冷卻速度(如油,水冷):對(duì)于過(guò)飽和度高的合金,通常為空氣中冷卻。
⑵ 中間處理
中間處理即二次固溶處理或中間時(shí)效處理,其主要作用是改變晶界上析出的碳化物數(shù)量,形態(tài)和分布,其次是在合金中造成大小兩種r'的合理分布,以顯著提高合金的持久壽命和塑性。中間處理的溫度大約在1000~1500℃,在保溫和冷卻過(guò)程中,晶界析出鏈狀碳化物,起強(qiáng)化晶界作用。對(duì)于過(guò)飽和低的合金,經(jīng)中間處理后,可以避免晶界細(xì)胞狀M23C6析出,在晶界產(chǎn)生富Cr的塊狀碳化物,由于晶界區(qū)域Cr溶度降低,提高了Al,Ti的溶解度,使 溶于基體內(nèi),造成晶界貧r'區(qū)的出現(xiàn)。適當(dāng)寬度的貧r' 區(qū)有一定塑性,在高溫應(yīng)力作用下能發(fā)生松弛,解除應(yīng)力集中,延緩裂紋產(chǎn)生,提高持久壽命。貧 r'區(qū)過(guò)窄持久塑性差:貧r' 區(qū)過(guò)寬,則蠕變速度高,都會(huì)導(dǎo)致早期破斷。對(duì)于過(guò)飽和度高的合金,經(jīng)中間處理后,在晶界析出鏈壯碳化物M23C6,使晶界附近Cr,Mo等貧化,而Al,Ti溶度相對(duì)增高,往往形成包覆晶界碳化物的r'包膜,對(duì)持久性能是有利的。中間處理時(shí),析出大尺寸r'相,使合金最終時(shí)效后得到大小兩種尺寸的 r'相,以改善合金的綜合性能和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性。對(duì)于碳化物強(qiáng)化的鐵基合金,一般不采用中間處理。
⑶ 時(shí)效處理
時(shí)效處理能使合金充分而均勻析出強(qiáng)化相。在時(shí)效溫度下不應(yīng)引起強(qiáng)化相的溶解和聚化,保證強(qiáng)化相的尺寸合適。時(shí)效溫度一般在700~950℃,時(shí)效溫度取決于強(qiáng)化相的數(shù)量和合金中 r' 相已大量析出,所以最后的時(shí)效處理只產(chǎn)生較小的組織變化。

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