[发明专利]一种硬态GH5605高温合金冷轧带材的热处理方法

说明书

本发明公开一种硬态GH5605高温合金冷轧带材的热处理方法，目的是通过采用30％～45％的变形率冷轧变形，中间保护气氛连续热处理炉采用温度1165℃～1230℃热处理，以便继续冷轧加工；再通过保护气氛连续热处理炉950℃～980℃退火处理，在强度和硬度基本不变的前提下，提高承受弯曲塑性变形的能力。本发明的优点主要在于：工艺设计合理：冷加工变形工艺、中间软化退火工艺和回复热处理工艺；特别是参与回复温度950℃～980℃，经此温度热处理可以在强度和硬度基本不变的前提下，提高承受弯曲塑性变形的能力，这是现有的理论恢复温度(0.25～0.3)T_熔点(T_熔点为金属熔点的绝对温度)所无法达到的。

技术领域

本发明属于热处理技术领域，涉及一种硬态GH5605高温合金冷轧带材的热处理方法，能够在保证带材高强度和高硬度的基础上，提高其承受弯曲塑性变形的能力。

背景技术

GH5605是Co-Cr-Ni基固溶强化型变形高温合金，合金中加入20％的铬和15％的钨进行固溶强化，具体化学成分(％)：碳：0.05～ 0.15，硅不大于0.40，锰：1.00～2.00％，磷不大于0.040，硫不大于0.03，铬：19.00～21.00，镍：9.00～11.00，钨：14.00～16.00，鉄不大于3.00，钴：余；合金在815℃以下具有中等的持久和蠕变强度，在1090℃以下具有优良的抗氧化性能。GH5605带材的现有生产方法有两种：一种是采用适宜的冷加工工艺，通过冷加工变形提高带材的强度和硬度，但由于该合金冷作硬化速率较大、塑性差，其弯曲试验无法满足标准要求；另一种是带材冷加工到成品尺寸后，采用1175 ℃～1230℃固溶处理或1165℃～1185℃去应力退火处理，此方法虽然可满足弯曲试验要求，但带材的硬度低于标准要求。目前GH5605高温合金冷轧带材的加工方式主要是采用第二种方法，即冷加工变形、固溶处理和高温去应力退火。上述两种方法都无法保证带材具有高硬度 (HV)380～450，又具有足够的弯曲性能。因此，硬态GH5605高温合金冷轧带材无法满足标准要求，影响了在军用发动机上的使用。

发明内容

本发明公开一种硬态GH5605高温合金冷轧带材的热处理方法，目的是通过控制冷轧变形率、热处理温度，实现带材在高强度和高硬度的基础上，提高其承受弯曲塑性变形的能力。

为实现上述目的，本发明采用以下具体方法和步骤：

⑴采用真空感应炉冶炼电极坯、电渣炉电渣重熔、电渣锭锻造开坯和四辊可逆式热轧机轧制，经固溶、水磨去除表面氧化皮后得到3.5mm厚带坯。

⑵带坯采用四辊可逆式冷轧机轧制，冷轧变形率45％左右，之后每次软化退火间的冷轧变形率控制在30％～45％，中间软化退火采用保护气氛连续热处理炉，热处理温度1165℃～1230℃，直至冷轧至成品厚度；

⑶冷轧至成品规格的钢带采用保护气氛连续热处理炉退火，退火温度950℃～980℃。

本发明的机理分析及发明点：

金属塑性变形过程中的加工硬化现象使机械性质发生改变：随着变形程度的增加，使决定塑性的各种塑性指数(如延伸率，断面收缩率，冲击韧性等)降低，使决定变形抗力的各种机械指数(如比例极限，弹性极限，屈服点，强度，硬度等)升高。

恢复现象是依靠变形金属的加热，而使其原子的运动增加，借以增加其热震动，结果使所有的原子都回到位能最小的位置上去，晶格畸变程度大为减轻，内应力有所降低，适当提高塑性、韧性和弹性，并保留加工硬化时留下的高强度和高硬度的性能。

冷塑性变形金属经固溶或退火加热到较高温度时，由畸变晶粒通过形核和晶核长大而形成新的无畸变的细晶粒，冷变形金属成品的性能可以达到高强度、高硬度以及足够的弯曲塑性指标。