HB/Z 140-2004 航空用高温合金热处理工艺
HB/Z 140-2004 Heat treatment of superalloy for aviation
基本信息
发布历史
-
2004年02月
研制信息
- 起草单位:
- 460厂、北京航空材料研究院、430厂、331厂
- 起草人:
- 刘元春、徐永涛、杨培钦、张善庆、刘宏斌、罗学章、王晔
- 出版信息:
- 页数:18页 | 字数:- | 开本: -
内容描述
��
中华人民共和国航空行业标准
�������一����
������代替�������一����
航空用高温合金热处理工艺
������������������������������������
�������一��发布����一��一��实施
国防科学技术工业委员会发布
����一����
前言
本指导性技术文件代替�������一����《航空用高温合金热处理工艺说明书》。
本指导性技术文件与�������一����相比主要技术内容变化如下�
��明确和提高了时效处理、去应力退火处理使用加热炉的要求�
��取消了�������一����中�������������������������������������������������
����������������等航空行业已长期不使用的�个合金牌号�增加了��个已在航空上正式使
��用或已通过鉴定、正在或准备在航空上推广应用的高温合金牌号的热处理工艺制度�
��对变形高温合金改变了�������一����按零件成形工艺进行热处理分类的方法,采用按强化
��机理分类,给出每个牌号合金不同成形工艺的制件热处理制度。对铸造高温合金增加了定向凝
��固柱晶和单晶高温合金的热处理工艺制度。
本指导性技术文件由中国航空工业第一集团公司提出。
本指导性技术文件由中国航空综合技术研究所、北京航空材料研究院归口。
本指导性技术文件起草单位����厂、北京航空材料研究院、���厂、���厂。
本指导性技术文件主要起草人�刘元春、徐永涛、杨培钦、张善庆、刘宏斌、罗学章、王哗。
本指导性技术文件于����年�月��日首次发布。
�������一����
航空用高温合金热处理工艺
范围
��本指导性技术文件规定了航空用高温合金热处理的基本类型、设备、工艺过程控制、焊接组合件的热
处理、热处理工艺制度、质量控制及检验等。
��本指导性技术文件适用于航空用高温合金及其制件的热处理。
�规范性引用文件
��下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。凡是注日期的
引用文件,其随后所有的修改单�不包含勘误的内容�或修订版均不适用于本指导性技术文件,然而,鼓励
根据本指导性技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文
件,其最新版本适用于本指导性技术文件。
��������热处理制件检验类别
��������热处理工艺质量控制
�热处理基本类型
��高温合金采用的热处理基本类型如下�
����固溶处理�
����时效处理�
����退火�
����中间退火�
����去应力退火�
����均匀化处理。
�设备
���加热设备
�����高温合金热处理可采用空气电阻炉、保护气氛炉、真空炉等加热炉。
��加热炉的分类及要求按������的规定执行。高温合金固溶处理、退火、中间退火、均匀化处理应采
用不低于�类加热炉,对时效处理和去应力退火推荐采用�类加热炉,在能保证设计或工艺要求时,允许
采用��类加热炉。
�����热处理后,如果制件全部表面要进行机械加工或去除氧化皮时,可在空气炉中进行热处理。
�����当高温合金制件有表面质量要求或无加工余量时,热处理应使用保护气氛炉或真空炉。
�����保护气氛炉的炉内气氛应能控制和调节。导人炉内的气氛不允许直接冲刷制件。不允许加热介
质含有对制件有害的成分和使制件表面产生超过技术条件规定深度的脱碳、增氮和腐蚀等现象。
�����允许便用惰性气体或氮气作为保护气体,采用相应的设备应符合������的要求。对于镍基高
温合金热处理使用氮气作为保护气体时,仅允许在不高于或等于���℃下使用。
���冷却设备
��高温合金热处理淬火槽的要求应符合������的规定。
���清洗和清理设备
�����������������������������������������������������������������������������
�������一����
清洗和清理设备应符合������的要求。
工艺过程控制
����装炉前制件表面要求及工装要求
�����高温合金制件人炉前,应无焊药、酸、碱、盐、非保护性涂料和玻璃润滑剂等污物�无加工余量或加
工余量小于�����的制件人炉时,应无指印、切削液、渗透检验液、标记液、水等其它杂质。
�����热处理夹具接触制件部分应具有与热处理制件相同的清洁要求。在真空热处理时,还需防止夹
具在高温及高真空下同制件发生粘连现象。
�����制件工装夹具的材料应采用饱和蒸汽压低的材料,以防止产生真空蒸镀现象污染炉膛及制件。
���装炉及预热
�����热处理制件的摆放和装炉量要适当,应能使炉内气氛在制件内外表面自由循环。
�����热处理制件的排列,应使全部装炉制件均匀地加热,制件在炉内要放平或放置在专用料架上加
热,应避免制件直接与炉底板接触。
�����料筐或料盘的位置,应使全部制件都位于有效加热区内。
�����在热处理过程中为减小变形和防止开裂,制件可进行预热或分阶段加热,预热时间及分阶段加热
的段数可视具体情况自行规定。使用预热炉时,经预热后的制件,应尽快转移到热处理炉内进行加热,也
可预热和加热在同一热处理炉内进行。
�����饭金件应装在专用料盘上加热,但不允许超过四层。如采用叠层加热时,其保温时间可以适当延
长。
�����固溶处理、退火�包括中间退火、去应力退火�、均匀化处理温度高于���℃时,制件装炉温度应低
于����,有效厚度不大于�����时,允许装�层,并随炉或分阶段升温至固溶处理、退火或均匀化处理温
度�有效厚度大于����时,允许装�层,并在���℃保温�����后,随炉或分阶段升温至固溶处理、退火
或均匀化处理温度。
�����时效处理及退火�包括去应力退火�温度低于���℃时,制件装炉温度应低于时效处理或退火温
度��℃一�����,有效厚度不大于����时,允许装�层�有效厚度大于����时,允许装�层,并在装炉
温度保温�����后,升温至时效处理或退火温度。
�����对厚薄相差较大的制件,加热时为减小热应力,装炉温度可以低于�����,并在���℃保温����
���然后在规定的时间内分段控制升温至加热温度。
�����大型制件在上述条件下可以降低装炉温度和延长升温时间。
������按������的要求所带的试样,应随制件同炉热处理。
���加热与保温
�����加热温度
�������制件装炉后,应严格执行规定的加热温度。
�������当炉内全部热电偶均指示炉温已达到热处理工艺规定的加热温度时,开始计算保温时间。
�����保温时间
�������当热处理的保温时间取决于材料厚度时,应取单个制件上最大有效厚度所需的保温时间。
�������当制件采用叠层�制件中间没有隔层�加热时,其保温时间计算应取叠层的最大厚度。
�������热处理过程中所需的保温时间应严格执行规定的保温时间。
���冷却
�����在固溶处理时,当本标准允许使用一种以上的冷却介质,应选用适合下道工序的冷却介质�对需
�焊接或冷成形的制件,应选用冷却速度较快的冷却介质。
�����在使用水、油等冷却介质对制件进行冷却时,应迅速将制件全部浸人冷却介质内,应避免转移过
�程中制件的温度降低过多。
�������一����
�����装罐热处理的制件,允许将罐从炉内取出后,采用迅速冷却罐外部的方法进行冷却,待炉罐冷至
低于���℃以下时,可开罐进行空冷。
�����当制件保温后要求在空气中缓冷时,应使用专用冷却装置�当要求空冷或在空气中快冷时,冷却
平台应能够保证制件散放或使用风扇吹风冷却。
�����当制件保温后要求在炉内缓冷时,应控制制件在炉内的冷却速度。
���清洗和清理
�����热处理后,制件表面残留的污物应及时清洗。
�����热处理后需清除氧化皮的制件,可按有关规定进行碱洗、酸洗、喷砂、喷丸或机械加工。
�����制件需进行多次加热时,可在最终一次加热后清除氧化皮。
�焊接组合件的热处理
���对于焊接组合件,一般情况下应进行固溶处理或固溶加时效处理以去除应力。
���对于不便于固溶处理的焊接组合件,建议采用时效处理或退火消除焊接应力。对有硬度要求的制
件,其时效处理或退火温度不应高于原来的时效处理或退火温度。
���对于单件为固溶状态的焊接组合件,焊接后进行时效处理。对于熔焊后有足够余量的制件,应进行
固溶加时效处理。
�热处理工艺制度
���固溶强化变形高温合金热处理工艺制度
��固溶强化变形高温合金的热处理工艺制度见表��
���时效硬化变形高温合金热处理工艺制度
��时效硬化变形高温合金的热处理工艺制度见表��
���铸造高温合金热处理工艺制度
��铸造高温合金母合金成型试棒以及定向凝固柱晶和单晶高温合金定向凝固试板或试棒的热处理工
艺制度见表�,铸件热处理工艺也可参照表�执行。
质且控制及检验
����热处理工艺质量控制应按������进行。
����在热处理过程中应检查热处理工艺执行的正确性及有关技术文件要求的执行情况。
����制件应按������及有关技术文件规定的检验项目进行检验。
������������表�固溶强化变形高温合金热处理工艺制度
保温时间,���
序材料工序加热温度冷却��
合金牌号�代号�厚度或直径厚度或直径
号类型名称��℃方法������
��������
热轧和
锻制棒材固溶����������空冷
�
������������模锻件
板材固溶�������������������空冷
冷轧板材固溶����一�������������空冷
棒材
�������������模锻件
固溶����士��空冷
�圆饼
环形件
�������一����
表��续�
保温时间,���
序材料工序加热温度冷却���
合金牌号�代号�厚度或直径厚度或直径
号类型名称��℃方法�����
����������
固溶�������������������空冷
焊接件中间
��������������������空冷
退火
棒材
固溶����������������空冷
��������������锻件
板材固溶����������一����一��空冷
丝材固溶�������������������空冷
空冷或
管材固溶�������������������
水冷
��������������冷轧板材固溶������������������空冷
冷轧板材固溶�����������������空冷
水冷或
丝材固溶��������������一��
空冷
管材固溶��������水冷
�������������
水冷或
冷拉棒材固溶��������
空冷
锻件固溶���������������空冷
焊接件固溶�����������������空冷
�������������冷轧板材固溶���������������������空冷
板材固溶�������������������空冷
热轧和
�������������锻制棒材����
固溶����一����空冷
�圆饼�������
环形件
冷轧板材固溶���������空冷
��������������棒材
固溶���������卯一���空冷
锻件
热轧和
锻制棒材空冷或
固溶����士���������
�圆饼快冷
环形件
��������������
管材固溶����一����镇��快冷
冷轧板材固溶���������卜冷或水冷
锻件固溶����士������按截面厚度计算�空冷
棒材
���������������固溶���������������水冷
锻件
�������一����
表�《续�
保温时间,���
序材料工序加热温度冷却��
合金牌号�代号�厚度或直径厚度或直径
号类型名称��℃方法������
�����������
以不低于空
丝材固溶�����������一����一加
冷速率冷却
���������������去应力以不低于空
焊接件������������������
退火冷速率冷却
热轧板材固溶��������空冷簇�����
棒材
�������固溶��������������空冷
锻件
以确保产
锻制棒材品力学性
固溶����士������
环形件能合格速
���������������率冷却
冷轧板材
固溶���������根据截面厚度确定快速空冷
�带材
热轧板材固溶���������空冷������
锻制棒材快速空冷
固溶����一��������
环形件或水冷
板材以不低于空
�������退火����一��������巧���蕊�����
丝材冷速率冷却
去应力以不低于空
焊接件����一�������������
退火冷速率冷却
注��保温时间栏中未注明时间的,保温时间的选取应保证制件能热透、固溶充分或满足退火要求。
注��加热温度栏中给出的正负温度偏差值为炉温均匀性要求,给出的温度范围为设定温度选择的范围。
表�时效硬化变形高温合金热处理工艺制度
方保温时间,���
序材料下序加热温度冷却
合金牌号�代号�案厚度或直径厚度或直径
号类型名称��℃方法‘������
号�镇�������
板材固溶���������空冷
�������������棒材固溶��������������水冷
碳件时效��������������空冷
热轧和固溶�������水冷
���������������锻制棒材
时效������空冷
�锻件
热轧和����������流动水
�������������固溶������
锻制棒材�����》�����冷却
�������一����
表��续�
方保温时间,���
材料工序加热温度冷却
�合金牌号�代号�案厚度或直径厚度或直径
号类型名称��℃方法������
号�����������
升温至
热轧和�����������,��℃一
时效
锻制棒材����
��������������空冷�������
流动水
固溶��������
冷却
升温至
冷拉棒材
�������������℃一
时效
����
�����口�������空冷�����������
�������������固溶����士��妻���按截面厚度计算�水冷
锻件
时效��������������空冷�����������
固溶����或������水冷
升温至
圆饼�����������������℃一
时效
����
���������������空冷�����������
固溶����������������水冷
升温至���
盘形锻件���士���������
时效������
���������������空冷�����������
热轧和固溶����士�����空冷或
水冷
锻制捧材
��������������时效���士������巧�空冷�����������
固溶���������按���������������计算空冷
板材
时效���士�����空冷
油冷或
固溶���士�������
定制服务
推荐标准
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