[发明专利]一种高温合金焊后热处理方法

说明书

本发明公开了一种高温合金焊后热处理方法，属于材料热处理领域，具体为一种用于先进超超临界(A‑USC)电站高温部件的沉淀强化型高温合金的焊后热处理方法，该方法包括以下两个步骤：1)低温固溶，在γ′相析出温度或再结晶温度(选取温度较高者)以上20～40℃保温1～2小时，然后进行空冷至时效温度；2)时效，在γ′相析出温度范围内保温4～16小时，再空冷至室温。通过本发明的焊后热处理方法获得的高温合金焊接接头最大程度的消除了焊接残余应力，在晶内均匀分布有γ′强化相，且有效避免了焊接热影响区的应变时效裂纹，热影响区的力学性能恢复到母材水平。

技术领域

本发明属于材料热处理技术领域，涉及一种沉淀强化型的高温合金焊后热处理方法。

背景技术

随着700℃超超临界燃煤发电技术的发展，电站蒸汽参数从600℃超超临界和亚临界提高到700℃水平，就要求关键高温部件选用的高温合金材料(如Haynes 282和Inconel740H)。由于焊接接头一直是电站关键高温部件的薄弱环节，焊接接头的质量和性能关系到机组的安全运行。

沉淀强化型高温合金焊接接头受焊接热循环影响，焊接热影响区(HAZ)的温度超过了γ′相的析出温度，造成了HAZ内γ′相的回溶。γ′相的回溶会导致HAZ沉淀强化效果的显著弱化，进而造成力学性能的劣化。针对这一问题，传统的焊后热处理通常是采用一步时效处理，让HAZ再重新时效析出强化相。这种方法易造成HAZ邻近的母材发生过时效，且由于时效处理温度下无法有效消除焊接残余应力，易造成HAZ应变时效裂纹。

发明内容

本发明的目的是针对现有的沉淀强化型高温合金焊后热处理存在的问题，提出了一种优化的焊后热处理方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种高温合金焊后热处理方法，包括如下步骤：

第一步进行低温固溶处理：选取γ'相析出温度或再结晶温度中温度较高者以上20℃～40℃保温1～2小时，然后进行空冷至时效温度；

第二步进行时效处理：在γ'相析出温度范围内保温4～16小时，再空冷至室温。

本发明进一步的改进在于，该方法适用的母材按质量分数为γ'强化相形成元素Ti+Al≥2.8％的高温合金。

本发明进一步的改进在于，低温固溶处理升温速率分为：室温～600℃，升温速率≤150℃/小时，≥600℃，升温速率≥230℃/小时。

本发明进一步的改进在于，第二步时效处理的温度与母材的时效处理温度相同。

本发明进一步的改进在于，热处理态的焊接热影响区硬度与母材硬度的偏差不大于30HV。

本发明进一步的改进在于，该方法适用于先进超超临界电站高温部件的沉淀强化型高温合金的焊后热处理。

本发明和现有技术相比所具有的优势在于：

1、避免母材发生过时效；

2、避免了焊接热影响区出现应变时效裂纹；

3、恢复了焊接热影响区的力学性能。

附图说明

图1为Inconel 740H合金焊接接头HAZ的金相图片。

图2为Haynes 282合金焊接接头HAZ的金相图片。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：