[发明专利]一种提高γ＇沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量的工艺方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种提高γ′沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量的工艺方法，具体的说是在合金高温热加工完成后，增加一道中温轧制变形，使得γ′沉淀强化型铁基合金在经过正常的热处理后其中孪晶数量明显增多的方法。

背景技术：

大量的研究工作表明，晶界是合金发生腐蚀和疲劳断裂等的薄弱环节，因此上世纪八十年代，提出“晶界工程(GBE)”这一概念，旨在通过热加工或(和)热处理，提高合金中的重位点阵晶界的含量，以提高合金的性能。目前，已有研究结果表明通过晶界处理的Inconel 600、Inconel 690、304不锈钢、Cu合金等其抗腐蚀性能或塑性有明显的提高。此外，为进行相关的理论研究，有时也希望提高合金中的孪晶界数量。

孪晶界可以视为一种特殊∑3ⁿ重位点阵晶界，孪晶界数量和所占总晶界比例的增加，可以明显提高合金的抗晶间腐蚀开裂性能和塑性。而实际上以上所述的各种合金的晶界处理也多是增加其中的孪晶晶界。如何提高合金中的孪晶界数量，一直是研究的一个热点。目前，一般多是通过多次循环“冷变形+低温长时间固溶”处理的方式来获得较多的孪晶界，这种方式所需的周期长，处理温度和时间要求的控制精度高，不利于生产。

发明内容：

本发明的目的是提供一种提高γ′沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量的工艺方法，解决现有技术中获得较多的孪晶界所需的周期长，工艺复杂，处理温度和时间要求的控制精度高，不利于生产等问题。该方法简单，可以提高γ′沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种提高γ′沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量的工艺方法，采用在通常的高温热加工锻造或轧制完成后增加一次中温轧制的方法，轧制后的合金经过正常的固溶处理获得大量的退火孪晶。

所述的中温轧制温度为600-750℃，轧至变形量为8％-12％。

所述的提高γ′沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量的工艺方法，包括如下步骤：

第一步，对合金进行高温热加工至要求的尺寸，热加工方法为：

1)采用连续式煤气炉或电炉加热，将炉温设定为(1120～1150℃)±10℃，在炉温达到800°±10℃时，将沉淀强化铁基合金放入炉内加热至设定温度，依照原料厚度d，单位mm，锻造保温2-3小时，或者轧制保温1至d/10小时；

2)将材料取出，在相应的设备上进行锻造或轧制，温度低于950℃停止加工，回炉保温0.5至1小时，重新进行锻造或轧制至规定的尺寸；

第二步，热加工完成后，在热处理之前，对合金增加一道中温轧制处理，轧制工艺为：

1)采用连续式煤气炉或电炉加热，将炉温设定为(600-750℃)±10℃，将高温热加工完成的材料放入炉中，待炉温稳定后，依照原料厚度d，单位mm，保温0.5至d/20小时；

2)将材料取出，在相应的板材或棒材轧机上轧制，轧至变形量为8％-12％时完成，材料放置空冷；

第三步，对轧制完成的材料进行固溶处理以获得孪晶组织，固溶处理温度为(930-1000℃)±10℃，保温1-2小时，水淬。

所述的提高γ′沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量的工艺方法，在第一步的锻造或轧制时，控制最后一火的变形量为10％以上(10％-15％)。

本发明提供了一种高温热加工完成后，增加一道中温轧制的工艺方法，对于γ′沉淀强化型铁基合金，仅需在一般的合金高温热加工完成后，加一道中温轧制，增加合金中的层错，促进孪晶形核，在经过适当的热处理后合金即可获得较仅高温轧制多的孪晶数量。本发明中，γ′沉淀强化铁基合金具体是指如JBK75、A286、Incoloy903、Incoloy907、Incoloy909等等以铁为基的含有至少5％以上γ′强化相的奥氏体合金。