[发明专利]一种消减Inconel783合金中块状Nb的热处理方法

说明书

本发明公开一种消减Inconel783合金中块状Nb的热处理方法，涉及合金热处理技术领域，基于Inconel783合金使用过程中块状Nb从内部析出，影响材料的使用安全的问题而提出的。本发明包括以下步骤：(1)固溶处理；(2)β时效处理；(3)γ'时效处理。本发明的有益效果在于：能细化材料内的Nb，块状Nb的尺寸减小，在随后的时效中，以尺寸细小的NbC析出，细小均匀的碳化物能显著提高晶界的抗滑移能力，降低了材料内部有害夹杂物形成的机率。

技术领域

本发明涉及合金热处理技术领域，具体涉及一种Inconel783合金中块状Nb的热处理方法。

背景技术

超临界、超(超)临界等大型机组因其具有煤耗低、污染排放少等优点，现在渐渐成为提高火电机组技术的一项有效的措施。Inconel783合金是一种新开发的基于Fe-Ni-Co的LTE高温合金，为奥氏体型合金。主要增强相为Ni 3 Al-型γ'相，Nb是形成γ'相的主要元素之一。相对于其他LTE高温合金,其铝含量超过5％，易沿晶界析出β-NiAl相，可显著提高合金的高温持久寿命和应力加速晶界氧化(SAGBO)抗力。这种三相(γ-β-γ')抗氧化LTE高温合金在具有较高使用温度的燃气涡轮发动机等许多应用中具有很大的潜力。

目前，600MW以上超(超)临界机组主汽门、高调门和导汽管法兰广泛采用IN783高温合金制成的螺栓进行连接，但是历次检修过程中经常发现螺栓大块状的Nb从内部析出，覆盖在圆棒状β相上。Nb是形成γ'相的重要组成元素，本应固溶于基体中，尺寸过大的Nb易成为夹杂物。此外，还发现大量的条带状组织，贯穿一个甚至几个晶粒，破坏组织连续性，容易导致螺栓性能及服役寿命降低，对设备安全运行构成安全隐患。

发明内容

本发明解决的技术问题在于Inconel783合金使用过程中块状Nb从内部析出，影响材料的使用安全。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种消减Inconel783合金中块状Nb的热处理方法，包括以下步骤：

(1)固溶处理：将试样升温至1140-1150℃，保温50-60min，水冷至室温；

(2)β时效处理：将经固溶处理后的试样升温至830-840℃，保温4-6h；

(3)γ'时效处理：将经β时效处理的试样升温冷至710-730℃，保温6-8h，以5-8℃/min炉冷至620-630℃，保温6-8h。

优选的，所述步骤(1)中升温速率≤5℃/min。

优选的，所述步骤(1)中将试样以5℃/min的升温速率升温至1150℃，保温60min，然后置于软水中水冷至室温。

优选的，所述试样为内部带有白色块状Nb合金螺栓，所述合金螺栓的材质为IN783(Inconel783)。

优选的，选取600MW超临界机组主汽门服役后带有白色块状Nb合金螺栓作为试样。

优选的，所述步骤(2)中升温速率≤5℃/min。

优选的，所述步骤(2)中将试样以5℃/min的升温速率升温至840℃，保温6h。

优选的，所述步骤(3)中试样以5℃/min的升温速率升温至720℃，保温8h；再以8℃/min的降温速率炉冷至630℃，保温8h，空冷至室温。

本发明的有益效果在于：

(1)通过本发明的热处理方法，能细化材料内的Nb，块状Nb的尺寸减小，重新固溶与基体内部，500倍扫描电镜下观察，白色大块状Nb尺寸减小，个别视场内Nb消失不见；在随后的时效中，以尺寸细小的NbC析出，细小均匀的碳化物能显著提高晶界的抗滑移能力，降低了材料内部有害夹杂物形成的机率；