[发明专利]一种深过冷处理GH605高温合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种深过冷处理GH605高温合金及其制备方法，该合金制备方法包括如下过程：将原始态GH605合金样品置入石英试管并放入净化剂；将石英试管置于感应炉腔室的高频感应加热线圈内，将腔室内抽真空并充入Ar气体；调节加热温度与红外测温仪位置，使实时测量温度与合金样品温度保持一致，待净化剂充分熔化并包覆合金样品后，将合金样品过热至高于合金样品的液相线温度100K–250K并保温，实时观测合金熔体状态；待发生再辉现象后，判断合金样品的过冷度是否达到过冷度50K以上的要求，若满足要求则让合金样品自然冷却至室温。本发明采用熔体过冷处理，调控凝固及后续相的析出，获得大过冷度且显微硬度相比原始态提升60.4％‑66.7％的合金。

技术领域

本发明属于合金技术领域，尤其涉及一种深过冷处理GH605高温合金及其制备方法。

背景技术

高温合金是指能在600℃以上，具备抗氧化和抗腐蚀性能，并在一定应力作用下可长期工作的一类金属材料。高温合金既是航空、航天发动机，及关键热端部件的使用材料，又是石油、化工等工业部门所需的高温耐蚀材料。现阶段，高温合金种类繁多，按主元素分，常见的高温合金分为：镍基、铁基、以及钴基高温合金。与镍基、铁基高温合金相比，钴基高温合金抗剪切能力好，热疲劳、蠕变性能强、同时又具备良好的抗热腐蚀性能，因此广泛应用于对蠕变、疲劳要求高的紧固件、燃烧室、甚至涡轮增压器等关键零部件。近些年来，通过对航空发动机中，钴基高温合金关键零部件进行损伤分析，人们发现，磨损导致的微裂纹形核以及开裂是主要的失效因素。因此提高钴基高温合金的抗磨损能力，是提高航空发动服役寿命的关键因素。

提高抗磨损能力的关键手段可从两个方面入手，其一：在磨损接触面注入润滑剂，这种方法无疑对零件的组合、封装提出了更高的要求；其二，增加零部件的表面硬度，这种方法从原材料入手，增加了合金的抗磨性，无疑更具有普适性。现阶段，常见的增加GH605高温合金表面硬度的方法主要有喷丸、镀硬质涂层等，但是其处理效果往往不能达到预期，无法得到所需硬度的GH605高温合金。

发明内容

本发明提供了一种深过冷处理GH605高温合金及其制备方法，本发明提供的深过冷处理方法其特点是操作简单，且能够使GH605高温合金硬度提升明显。其中，GH605牌号合金化学组成如下表所示：

表1 GH605牌号合金化学成分表(GB/T 14992-2005)

本发明具体是通过以下技术方案来实现的：

本发明第一方面提供一种深过冷处理GH605高温合金，所述深过冷处理GH605高温合金为表面光洁且显微硬度相比原始态提升60.4％-66.7％的合金。

作为本发明的进一步说明，所述深过冷处理GH605高温合金的网状第二相为Co(W,Cr)-Laves相，具有面心立方晶体结构。

本发明第二方面提供一种上述的深过冷处理GH605高温合金的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将原始态GH605合金样品置入石英试管并在样品上方放入一定量的净化剂；

步骤2：将装有样品的石英试管置于感应炉腔室的高频感应加热线圈内，然后将所述感应炉腔室内抽真空并充入高纯Ar气体；

步骤3：启动高频感应加热电源，首先缓慢调节功率加热温度至高于所述净化剂的熔点但低于所述合金样品的熔点或液相线温度，排出所述净化剂中存在水分和气泡；此时启动红外测温仪实时检测所述合金样品的温度，该温度随时间的变化曲线传输至电脑端用于过冷曲线的分析；

步骤4：在步骤3的温度下保温5-20min，待气泡充分排出后继续加热功率至所述合金样品熔化，继续将所述合金样品过热至高于所述合金样品的液相线温度100K–250K并保温一段时间，保温过程中实时观测合金熔体状态；