镍基高温合金锻件的热处理
锻造及锻后热处理工艺规范
目录1.钢质自由锻件加热工艺规范2.钢锭（坯）加热规范若干概念3.加热操作守则4.锻造操作守则5.锻件锻后冷却规范6.锻件锻后炉冷工艺曲线7.锻件锻后热装炉工艺曲线8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表10.锻件有效截面计算方法钢质自由锻件加热工艺规范一．范围：本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围：注1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃；注2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定；注4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
三．冷钢坯。
钢锭加热规范：钢锭（坯）加热规范若干概念1.钢锭（坯）入炉前的表面温度≥550℃的称为热钢锭，400~550℃的称为半热钢锭（坯），≤400℃的称为冷钢锭。
2.锻件半成品坯料的加热平均直径计算原则：δ -壁厚H- 高度或长度D- 外径1）实心圆类：当D>H时，按H计算；当D<H时，按D计算。
2）筒类锻坯：H>D 当H>δ时，按1.3δ计算。
3）空心盘（环）类：H<D当H>δ时，按δ计算；当H<δ时，按H计算。
3.为了避免锻件粗晶组织，最后一火的始锻温度可按其剩余锻造比（Y）确定：Y=1.3~1.6 最高加热温度1050℃Y<1.3 最高加热温度950℃4.不同钢种不同规格的坯料同炉加热时，装炉温度和升温速度均按较低的选用，保温时间按较长的选用。
热处理对镍基高温合金材料高温蠕变性能的影响
热处理对镍基高温合金材料高温蠕变性能的影响热处理是一种常见的金属材料处理方法，通过对材料的加热和冷却过程进行控制，可以改变材料的微观结构和性能。
在镍基高温合金材料中，热处理对其高温蠕变性能的影响尤为重要。
本文将探讨热处理对镍基高温合金材料高温蠕变性能的影响及其机理。
一、热处理方法及工艺参数的选择在镍基高温合金材料的热处理中，常用的方法包括固溶处理、时效处理和再结晶退火等。
固溶处理主要是将合金加热至高温区，使固溶体中的溶质元素溶解进固溶体晶格中，达到均匀固溶的目的。
时效处理是在固溶处理的基础上，通过进一步调控合金的温度和时间，促使溶质元素形成有利于提高材料性能的第二相。
再结晶退火则是通过加热材料至再结晶温度，使材料重新晶粒长大，从而改善材料的塑性和韧性。
在实际应用中，需要根据具体的材料及使用条件选择合适的热处理方法和工艺参数。
例如，在高温蠕变性能要求较高的情况下，可以采用固溶处理和时效处理相结合的方法，以提高材料的强度和抗蠕变性能；而对于需要较高塑性和韧性的应用，可以选择再结晶退火处理来改善材料的塑性和韧性。
二、热处理对高温蠕变性能的影响机制热处理对镍基高温合金材料高温蠕变性能的影响主要体现在以下几个方面：1. 细化晶粒结构热处理过程中的加热和冷却过程会引起晶粒的长大或细化。
通过固溶处理和再结晶退火等热处理方法，可以使晶粒得到有效的细化，提高材料的韧性和塑性。
细小的晶粒可以增加晶界的数量，有效阻碍晶间滑移和晶内滑移的进展，从而提高材料的抗蠕变性能。
2. 优化第二相组织固溶处理和时效处理可以促使溶质元素形成有利于提高材料性能的第二相。
第二相的生成可以增强材料的硬度和强度，改善材料的抗蠕变性能。
通过选择合适的热处理工艺参数，可以调控第二相的类型、尺寸和分布，进一步优化材料的高温蠕变性能。
3. 调整晶体缺陷结构热处理可以引起晶体缺陷结构的变化，包括位错密度、位错类型和晶界能量等。
这些缺陷结构的变化会影响材料的塑性和韧性，从而对高温蠕变性能产生影响。
镍基合金的加工和热处理
镍基合金的加工和热处理
首先，镍基合金的加工包括锻造、热轧、冷拔、热处理等工艺。
在加工过程中，要注意控制温度、变形速率和变形量，以确保材料
的组织和性能得到良好的保持。
特别是在高温合金的加工过程中，
要注意防止过热和过冷，避免产生裂纹和变形不均匀的情况。
其次，镍基合金的热处理是影响材料性能的重要环节。
常见的
热处理工艺包括固溶处理、时效处理等。
固溶处理可以消除材料中
的过饱和固溶相，提高材料的塑性和韧性；时效处理则可以在固溶
处理的基础上，进一步沉淀出合金元素的弥散相，提高材料的强度
和耐久性。
此外，镍基合金的加工和热处理还需要考虑到材料的成分、工
艺参数和设备条件等因素。
合理的工艺设计和严格的工艺控制可以
有效地提高镍基合金的加工质量和产品性能。
总之，镍基合金的加工和热处理是一个复杂而关键的工艺过程，对于材料的性能和使用寿命有着重要的影响。
通过合理的工艺设计
和严格的工艺控制，可以有效地提高镍基合金的加工质量和产品性能，满足不同领域对于高温合金材料的需求。
锻造及锻后热处理工艺规范DOC.doc
目录1.钢质自由锻件加热工艺规范2.钢锭（坯）加热规范若干概念3.加热操作守则4.锻造操作守则5.锻件锻后冷却规范6.锻件锻后炉冷工艺曲线7.锻件锻后热装炉工艺曲线8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表10.锻件有效截面计算方法钢质自由锻件加热工艺规范一．范围：本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围：组号钢别Q195~Q255， 10~30Ⅰ35~45，15Mn~35Mn ，15Cr~35Cr50，55，40Mn~50Mn ，35Mn2-50Mn2 ，40Cr~55Cr ，20SiMn~35SiMn ，12CrMo~50CrMo ，34CrMo1A ，30CrMnSi ， 20CrMnTi ，20MnMo ，Ⅱ12CrMoV~35CrMoV ， 20MnMoNb ， 14MnMoV~42MnMoV，38CrMoAlA ，38CrMnMo34CrNiMo~34CrNi3Mo，PCrNi1Mo~PCrNi3Mo，30Cr1Mo1V，25Cr2Ni4MoV ，22Cr2Ni4MoV ，5CrNiMo ，5CrMnMo ，37SiMn2MoV 30Cr2MoV ，40CrNiMo ，18CrNiW ，50Si2~60Si2 ，65Mn ，50CrNiW ，50CrMnMo ，60CrMnMo ，60CrMnVT7~T10 ， 9Cr，9Cr2， 9Cr2Mo ， 9Cr2V ，9CrSi ，70Cr3Mo ，Ⅲ1Cr13~4Cr13 ，86Cr2MoV ，Cr5Mo ， 17-4PH0Cr18Ni9~2Cr18Ni9 ，0Cr18Ni9Ti ， Cr17Ni2 ， F316LN50Mn18Cr4 ， 50Mn18Cr4N ， 50Mn18Cr4WN ， 18Cr18Mn18NGCr15，GCr15SiMn ， 3Cr2W8V ，CrWMo ， 4CrW2Si~6CrW2SiCr12MoV1 ， 4Cr5MoVSi(H11) ， W18Cr4VGH80， GH901， GH904 ，GH4145 ，WR26 ，ⅣNiCr20TiAl ， incone1600， incone1800始锻温度终锻温度℃℃钢锭钢坯终锻精整12501220750700 1220120075070012201200800750 12001180850800 120011808508001200 1180 850 800 1180 1160 950 900 1130 1100 930 930注 1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差 20℃~30℃；注 2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注 3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定；注 4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注 5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
镍基合金热处理工艺
镍基合金热处理工艺引言：镍基合金是一类重要的高性能合金材料，广泛应用于航空航天、石油化工、核工业等领域。
而热处理是镍基合金制造过程中不可或缺的一环，可以通过改变材料的组织结构和性能来满足不同的工程要求。
本文将对镍基合金的热处理工艺进行探讨，以期为相关领域的科研工作者和工程师提供一定的参考。
一、热处理的意义和目的热处理是通过加热和冷却的过程来改变材料的组织结构和性能的一种方法。
对于镍基合金而言，热处理可以提高其力学性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能等。
具体而言，热处理可以使镍基合金中的析出相均匀分布，提高材料的强度和硬度；还可以消除材料中的缺陷和残余应力，提高材料的韧性和延展性；此外，热处理还可以改变镍基合金的晶粒尺寸和晶界结构，进一步提高材料的性能。
二、常见的热处理工艺1. 固溶处理：固溶处理是镍基合金热处理中最常见的一种方法。
该工艺主要通过加热材料至固溶温度，使固溶元素均匀分布在基体中，并形成固溶溶体。
固溶处理的温度和时间是影响合金组织和性能的关键因素。
适当的固溶温度和时间可以使合金中的固溶元素充分溶解，形成均匀的固溶溶体，提高材料的强度和硬度。
2. 淬火处理：淬火是将固溶处理后的镍基合金迅速冷却至室温的过程。
淬火可以使固溶元素快速固定在基体中，形成定向分布的析出相。
这些析出相可以增加材料的强度和硬度，提高材料的抗疲劳性能。
然而，淬火过程中可能产生残余应力和变形，因此需要进行适当的回火处理来消除这些问题。
3. 回火处理：回火是将淬火处理后的镍基合金加热至较低的温度，然后在一定时间内保持该温度，最后冷却至室温的过程。
回火能够消除淬火过程中产生的残余应力和变形，提高材料的韧性和延展性。
此外，回火还可以调整材料的硬度和强度，使其达到最佳的组织和性能。
三、热处理的工艺控制热处理的工艺控制主要包括加热温度、保温时间、冷却速率等因素。
合理地控制这些因素，可以使镍基合金获得良好的组织和性能。
具体而言，加热温度应根据合金的相图和热处理要求选择；保温时间应足够长，以保证固溶元素充分溶解；冷却速率应适中，以避免过快或过慢的冷却引起的问题。
718热处理
718热处理718镍基高温合金是一种高性能、高温材料，具有很强的耐腐蚀、耐磨损和高温强度。
它广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域。
在使用过程中，需要对其进行热处理来提高其机械性能和耐腐蚀性。
本文将重点介绍718的热处理工艺和效果。
一、718热处理工艺718材料热处理主要包括两种工艺：时效处理和固溶处理。
1、时效处理时效处理是指在固溶处理后对材料进行恒温处理，以调整材料的晶粒尺寸和提高其机械性能和耐腐蚀性能。
718材料的时效处理通常分为两阶段：先进行低温时效，再进行高温时效。
低温时效温度一般在720℃左右，持续时间一般为8小时左右。
低温时效可以使材料的硬度和强度得到一定的提升，同时也能改善其抗蠕变性。
高温时效温度一般在980℃左右，持续时间一般为8小时左右。
高温时效可以使材料的晶粒尺寸增大，提高其抗拉强度、屈服强度和断裂韧性。
2、固溶处理固溶处理是指将材料加热到一定温度，使其内部的元素均匀溶解，然后在适当的温度下冷却。
718材料的固溶处理温度一般为1020~1100℃，保温时间一般为1小时左右。
固溶处理可以消除材料内部的残余应力和过硬相，提高材料的可塑性和热加工性。
二、718热处理效果718材料的热处理可以显著改善其机械性能和耐腐蚀性能，具体表现如下：1、机械性能经过热处理后，718材料的硬度、强度和韧性都有所提高。
在低温时效后，材料的硬度和强度提高的幅度比较小，但韧性有所提高；在高温时效后，材料的强度和硬度都有明显提高，同时韧性也有提高。
2、耐腐蚀性718材料的耐腐蚀性是其重要的性能之一。
经过热处理后，材料的耐腐蚀性得到了显著的提升。
研究表明，在固溶处理及时效处理之后，718材料的耐腐蚀性能比随后的冷却处理优秀。
三、注意事项718材料的热处理过程复杂，需要注意以下几点：1、温度控制。
热处理时，温度必须控制在精确的范围内，否则会导致材料性能下降。
2、时间控制。
时效过程需要严格控制时间，低温时效时间过长会导致材料的蠕变性降低，高温时效时间过长会导致材料的晶粒长大，强度和硬度下降。
定向能量沉积(ded)中本征热处理镍基高温合金
《定向能量沉积中本征热处理镍基高温合金》引言：定向能量沉积（DED）是一种先进的增材制造技术，能够在加工过程中实现对金属材料的高度精确控制。
而本征热处理在金属材料加工中起着至关重要的作用，特别是在镍基高温合金的制备中。
本文将深入探讨DED中本征热处理对镍基高温合金性能和微观组织的影响，以及其在未来研究和应用中的潜在前景。
一、镍基高温合金的基本特性镍基高温合金具有优秀的高温强度和耐腐蚀性能，是航空航天和能源行业中关键的结构材料。
其微观组织复杂多变，包括γ基体、γ'相和其他弥散相，这些组织特性直接影响着材料的力学性能和高温稳定性。
在制备过程中，通过DED技术能够对镍基高温合金的微观组织进行精确调控，进而实现对材料性能的优化。
二、定向能量沉积在镍基高温合金制备中的应用1. DED技术原理DED技术利用激光或电子束等能量源，将金属粉末逐层熔融沉积，从而实现对金属件的快速建造。
在镍基高温合金制备中，DED技术能够实现对材料微观组织的精确控制，进而优化材料的力学性能和耐高温性能。
2. DED中本征热处理的意义本征热处理在镍基高温合金的制备中是至关重要的，它能够有效地调控材料的晶粒尺寸、相含量和相分布，从而提高材料的高温强度和耐蠕变性能。
而在DED过程中，热输入方式对材料的热处理效果会产生显著影响，因此如何在DED中实现有效的本征热处理成为了关键问题。
三、DED中本征热处理对镍基高温合金性能的影响1. 微观组织演变在DED中，本征热处理能够明显影响镍基高温合金的微观组织演变过程，通过调控热输入方式和热处理参数，能够实现对材料晶粒尺寸和相含量的精确控制。
这对材料的高温强度和蠕变性能具有重要影响。
2. 力学性能改善本征热处理在DED过程中能够显著改善镍基高温合金的力学性能，包括提高材料的屈服强度、抗拉强度和蠕变性能等。
通过精心设计热处理工艺，能够实现对材料力学性能的全面优化。
四、未来展望在未来，随着DED技术的不断发展和成熟，以及对镍基高温合金性能要求的不断提高，DED中本征热处理对材料性能的优化将成为研究的热点之一。
gjb 高温合金材料标准 gh3230
GJB 高温合金材料标准主要涵盖了我国军用高温合金材料的规范和要求。
其中，GH3230是一种高温合金材料，主要用于航空、航天等领域的高温环境部件。
以下是关于GH3230高温合金的一些详细信息：
1. 概述：GH3230（GH32）是一种镍基高温合金，具有良好的高温强度、抗氧化性、热疲劳性和焊接性能。
该合金通过固溶强化、时效强化和晶界强化来提高其性能。
主要产品形式包括冷轧薄板、棒材、锻件等。
2. 应用领域：GH3230高温合金主要应用于航空、航天、核工业等高温环境下的承力部件，如涡轮发动机、燃气轮机、热交换器等。
3. 技术标准：GJB 2611-1996《航空用高温合金冷拉棒材规范》
GJB 2612-1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3020-1997《航空用高温合金环坯规范》
4. 化学成分：GH3230高温合金的化学成分主要包括镍、铬、钨、钼、钛、铝、铌、碳、硼、锆等元素。
具体化学成分可参考相关标准或手册。
5. 热处理制度：GH3230高温合金的热处理制度包括固溶处理和时效处理。
固溶处理温度为1040-1060℃，保温时间16-24小时，空冷；时效处理温度为750℃，保温时间16-24小时，空冷。
6. 性能要求：GH3230高温合金在室温下的抗拉强度大于680MPa，屈服强度大于550MPa，延伸率大于5%。
在高温环境下，合金的抗拉强度和屈服强度保持较高水平，且具有良好的抗氧化性和热疲劳性能。
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镍基高温合金锻件的热处理
[2007-12-08]
关键字：锻件
在锻造中常用可锻性这一名词表示金属材料在锻造时变形的难易程度。
可锻性一般用塑性和变形抗力两个指标来衡量。
高温下塑性好、变形抗力低的钢或合金，较容易锻造，由可锻性好；而塑性差、变形抗力大的钢或合金，锻造时易产生裂纹等缺陷，或所需设备吨位较大，锻造较困难，故可锻性差。
在国外常评价各种钢及合金的相对可锻性。
相应可锻性是基于各种合金在各自锻造温度范围内每消耗单位能量所得到的变形量，同时还考虑了合金在锻造工艺条件下达到规定的急剧变形程度的困难性以及断裂倾向性。
可锻性对锻件成形和锻件质量有重要影响，了解和研究各种金属材料的可锻性，对于正确制定锻造工艺和确定锻造设备吨位具有重要意义。
1.杂质及合金元素对钢的塑性影响
钢的高温塑性除与冶金质量和锻造热参数等因素有关外，主要取决于它的化学成分。
硫在固溶体中的溶解度极小，在钢中常以FeS的形式存在，FeS与Fe形成低熔点(约985℃)共晶体，分布于晶界，当钢在800～1200℃进行锻造时，会因晶界发生熔化而开裂，呈热脆性，因而限制钢中的硫含量在0.03%以下。
磷可溶于铁素体，使钢的强度、硬度提高，但使其塑性、韧性显著下降，尤其在低温时要为严重，即使钢呈现冷脆性。
氮可溶于铁素体，当钢快冷后在200～250℃加热时，会有氮化物析出，
使钢的硬度、强度上升，塑性、韧性大为下降，即使钢呈现蓝脆性(时效脆性)。
氧在钢中形成的氧化物夹杂如MnO,SiO2,Al2O3等，它们的熔点高，硬而脆，其数量、大小及分布情况对钢的塑性有一定影响。
而FeO与FeS可形成低熔点(约930℃)共晶体，加剧钢的热脆性。
氢含量高的钢锻造时易产生龟裂，并在冷却过程中易形成白点等缺陷。
碳在锻造温度范围内，若能全部溶入奥氏体，则对钢的塑性影响不大。
只有当钢的含碳量较高时，由于较多渗碳体甚至莱氏体从固溶体中析出，钢的塑性才大为下降。
锰在钢中可优先形成MnS(熔点为1620℃)，从而减小钢的热脆性。
当锰含量大于0.8%时，作为合金元素，促进晶粒长大，使钢容易产生过热。
镍在冶炼过程中可提高钢的吸气能力，尤其是吸收氢的能力，促进钢中形成气泡或产生裂纹。
镍与钢中的硫易结合形成低熔点共晶体(Ni3S2—Ni)，熔点约为640℃，分布于晶界上，在锻造时引起热脆性。
铬是铁素体形成元素，铁素体型的高铬钢晶粒长大倾向大，容易产生过
热。
当含碳量少时，所有的铬钢(一直到30%)塑性都是好的，可以顺利地进行锻造。
钨是典型的碳化物形成元素，主要通过它所形成的碳化物起作用，钨对钢塑性的影响视其形成碳化物的数量、大小和分布而定。
钒能细化晶粒，在高温下阻止晶粒长大，是一种显著提高钢的高温塑性的元素。
但当钒的含量超过它在r—Fe中的溶解度时，将引起晶粒粗化，塑性降低。
钼的碳化物在高温下难于溶解，可阻碍晶粒长大，减轻过热倾向。
若钼与硫结合形成MoS，因MoS的熔点较低(1100～1200℃)，且其共晶体沿晶界分布呈网状，锻造时容易沿晶界产生裂纹。
铜在钢或合金中，若不溶于固溶体时，便成为游离铜，游离铜在高温下沿晶界扩散，当锻造温度高于铜的熔点(1080℃)时，因铜液破坏了晶粒间的连续性，将导致发生裂纹或龟裂。
钛与硫形成TiS，其熔点高于FeS，可减轻高硫钢的热脆性。
硼被认为是强化和净化晶界的元素，故可提高钢或合金的塑性，但多量
的硼易形成FeB，沿晶界析出，降低钢的塑性。
2.高温塑性
热扭转试验是测量钢的可锻性的一种常用手段。
顾名思义，它是在试验材料所可能采用的热成形温度范围内选择若干温度，进行棒状试样热扭转直至断裂。
试验中纪录下扭至断裂的圈数(塑性指标)及维持恒速扭转的扭矩(变形抗力指标)。
在某一温度下若扭转的圈数最多，则此温度被认为是该材料的最佳热成形温度。
图4表明了由热扭转试验所确定的几种合金结构钢和工具钢的塑性图。
由图可见，在900～1300℃范围内，三种低碳合金结构钢30CrMnSiA,12CrNi 3A和18CrNi4WA的塑性随着温度t的上升而提高。
由于合金元素和含碳量的不同，三种低合金结构钢的高温塑性低于15号钢，但大于三种工具钢和轴承钢GCr15。
由图4还可看出，低碳合金结构钢最大塑性对应的温度比轴承钢、高碳工具钢的高。
这主要是由于后者在状态图上的液相点较低、过热和过烧温度较低所致。
用轧制方法测得的Cr12MoV工具钢的塑性变形极限(△h/H)与温度的关系，以及用拉伸方法测得的Cr12MoV工具钢的断面缩减率Ψ与温度的关系如图5所示。
在轧制时的三向压应力状态下，相对压下量△h/H可达70%～8 0%，在拉伸时的单向拉应力状态下，断面缩减率最高可达50%左右。
说明即使高碳工具钢Cr12MoV也具有较高的热加工塑性，而合金结构钢则具有更高的塑性，它们可以在各种设备上锻造成各种各样形状的锻件。
锻态钢和锻态钢加工塑性与温度的关系如图6示意。
图中表明，在锻造温度下铸态钢的加工塑性比锻态的低。
这是因为铸态钢的化学成分不均匀，存在有各种偏析和铸造缺陷，在晶界上常分布有低熔点化合物或共晶，铸态钢的熔点通常比处于再结晶细晶粒状态的同种钢的熔点低，当变形生成热使工件温度增加时，易产生局部熔化，使变形金属晶界开裂。
图6所示低塑性中间温度区对一些钢是存在的，这种情况认为是温加工温度足够高而使晶界
滑移并产生晶界裂纹，但未能再结晶使裂纹停止扩展而闭合。
图4钢试样在断裂前的扭转数与温度的关系
图5 Cr12MoV工具钢塑性曲线△h/H—相对压下量；Ψ—断面缩减率图6在各种加工温度下铸态钢和锻态钢加工塑性的比较MPc—铸态钢熔点；MPω—锻态钢熔点。