【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及燃機(jī)葉片用等軸高溫合金修復(fù)領(lǐng)域，尤其是一種燃機(jī)葉片在寬溫-長時熱暴露損傷后的修復(fù)方法。
技術(shù)介紹
1、燃機(jī)透平葉片長期服役溫度在800℃-1000℃范圍內(nèi)，總服役壽命高達(dá)50000小時，其中單次檢修時長高達(dá)16000h，長時高溫?zé)岜┞恫豢杀苊獾臅斐扇~片材料組織退化進(jìn)而引發(fā)材料性能下降的問題。燃機(jī)用等軸鎳基高溫合金由于大量均勻分布nial3強(qiáng)化相的存在，具有較高的承溫能力，常被用作燃機(jī)熱端透平葉片材料，其中現(xiàn)役的f級燃機(jī)葉片用鎳基高溫合金多以等軸高溫合金為主。在長時間服役過程中等軸鎳基高溫合金，其主要強(qiáng)化相在長時熱暴露過程中會出現(xiàn)相立方邊角鈍化溶解、立方度下降、粗化長大、體積分?jǐn)?shù)降低，最終將嚴(yán)重影響合金的高溫力學(xué)性能，大幅縮短燃機(jī)正常運(yùn)行壽命。
2、為燃機(jī)大修周期服役后葉片損傷組織得到有效恢復(fù)，并進(jìn)一步延長受損葉片的使用壽命，需要開展合適的恢復(fù)熱處理工藝來修復(fù)合金材料的受損組織和關(guān)鍵力學(xué)性能。恢復(fù)熱處理作為完全或者部分恢復(fù)已服役組織和性能的熱處理工藝，一般包含熱處理和熱等靜壓處理。由于長時熱暴露服役條件近似無載荷的情況，所以通常不需要熱等靜壓處理，只需進(jìn)行固溶和時效熱處理。中國專利103643188a-公開日為2014年3月19日)公開了一種k465合金渦輪葉片恢復(fù)性能熱處理方法，該方法對短時服役（500h-600h）的k465合金渦輪葉片持久性能進(jìn)行恢復(fù)。中國專利116423144?a（公開日為2023年7月14日）公開了一種抗熱腐蝕定向合金渦輪葉片的恢復(fù)工藝，主要針對長壽命定向合金渦輪葉片服役損傷特
3、綜上所述，現(xiàn)有專利主要針對燃機(jī)渦輪葉片用定向晶和單晶的短時服役損傷恢復(fù)，所以需要一種適合修復(fù)方法針對經(jīng)過高溫-長時間熱暴露損傷的燃機(jī)用mar-m247等軸高溫合金。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種燃機(jī)葉片在寬溫-長時熱暴露損傷后的修復(fù)方法，適用于800-1000℃下熱暴露服役時間不超過16000h后mar-m247等軸高溫合金葉片，在高真空度條件下進(jìn)行固溶和二次時效熱處理，最終使性能恢復(fù)至接近甚至超過原始狀態(tài)水平。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種燃機(jī)葉片在寬溫-長時熱暴露損傷后的修復(fù)方法，待修復(fù)件為800-1000℃下暴露服役時間不超過16000h的mar-m247等軸高溫合金制成的燃機(jī)葉片，修復(fù)過程包括在真空環(huán)境下進(jìn)行以下步驟：
3、s1：對待修復(fù)件進(jìn)行固溶處理；
4、s2：將經(jīng)過固溶處理的待修復(fù)件進(jìn)行高溫時效處理；
5、s3：將經(jīng)過高溫時效處理的待修復(fù)件進(jìn)行低溫時效處理。
6、進(jìn)一步地，在步驟s1中，固溶處理的溫度在沉淀強(qiáng)化相固溶溫度以上、初熔溫度以下的熱處理窗口。
7、進(jìn)一步地，固溶處理時分兩個階段進(jìn)行升溫，第一階段升溫是從室溫升溫至過渡溫度，過渡溫度為1100℃-1120℃，升溫速率不高于20℃/min;第二階段升溫是從過渡溫度升溫至1180℃-1250℃，升溫速率不高于15℃/min且低于第一階段升溫速率;保溫2-8h后以接近空冷的速率下充氬氣冷卻至室溫。
8、進(jìn)一步地，在步驟s2中，高溫時效處理時從室溫升溫至1000-1150℃，升溫速率不高于20℃/min，保溫2-8h，保溫結(jié)束后以接近空冷的速率下充氬氣冷卻至室溫。
9、進(jìn)一步地，在步驟s3中，低溫時效處理時溫度從室溫升溫至800-900℃，升溫速率不高于20℃/min，保溫10-24h，保溫結(jié)束后以接近空冷的速率下充氬氣冷卻至室溫。
10、進(jìn)一步地，在進(jìn)行步驟s1之前，對待修復(fù)件的顯微組織進(jìn)行組織損傷標(biāo)準(zhǔn)分析與力學(xué)性能測試，獲得分析測試結(jié)果；根據(jù)分析測試結(jié)果，確定待修復(fù)件的損傷機(jī)制和分布特征，判定性能是否明顯下降，并評估是否需要進(jìn)行修復(fù)；若需要進(jìn)行修復(fù)，則進(jìn)行步驟s1-步驟s3；若不需要進(jìn)行修復(fù)，則不進(jìn)行步驟s1-步驟s3。
11、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果是：
12、本專利技術(shù)公開的方法對待修復(fù)件進(jìn)行修復(fù)，待修復(fù)件為800-1000℃下暴露服役時間不超過16000h的mar-m247等軸高溫合金制成的燃機(jī)葉片，待修復(fù)件通過固溶處理、高溫時效處理和低溫時效處理后，損傷后粗大的沉淀強(qiáng)化相相重新溶解析出呈規(guī)則立方形、尺寸為0.05-0.10μm，0.38-0.55μm雙態(tài)粒徑分布，高溫持久性能恢復(fù)后超過原始狀態(tài)水平；本專利技術(shù)的修復(fù)方法步驟簡單可靠，易于工業(yè)化應(yīng)用，在國產(chǎn)化燃機(jī)等軸高溫合金透平葉片基體組織和性能修復(fù)方面具有廣闊的前景。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種燃機(jī)葉片在寬溫-長時熱暴露損傷后的修復(fù)方法，其特征在于：待修復(fù)件為800-1000℃下暴露服役時間不超過16000h的Mar-M247等軸高溫合金制成的燃機(jī)葉片，修復(fù)過程包括在真空環(huán)境下進(jìn)行以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于：在步驟S1中，固溶處理的溫度在沉淀強(qiáng)化相固溶溫度以上、初熔溫度以下的熱處理窗口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的修復(fù)方法，其特征在于：固溶處理時分兩個階段進(jìn)行升溫，第一階段升溫是從室溫升溫至過渡溫度，過渡溫度為1100℃-1120℃，升溫速率不高于20℃/min;第二階段升溫是從過渡溫度升溫至1180℃-1250℃，升溫速率不高于15℃/min且低于第一階段升溫速率;保溫2-8h后以接近空冷的速率下充氬氣冷卻至室溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于：在步驟S2中，高溫時效處理時從室溫升溫至1000-1150℃，升溫速率不高于20℃/min，保溫2-8h，保溫結(jié)束后以接近空冷的速率下充氬氣冷卻至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于：在步驟S3中，低溫時效處理時
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于：在進(jìn)行步驟S1之前，對待修復(fù)件的顯微組織進(jìn)行組織損傷標(biāo)準(zhǔn)分析與力學(xué)性能測試，獲得分析測試結(jié)果；根據(jù)分析測試結(jié)果，確定待修復(fù)件的損傷機(jī)制和分布特征，判定性能是否明顯下降，并評估是否需要進(jìn)行修復(fù)；若需要進(jìn)行修復(fù)，則進(jìn)行步驟S1-步驟S3；若不需要進(jìn)行修復(fù)，則不進(jìn)行步驟S1-步驟S3。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種燃機(jī)葉片在寬溫-長時熱暴露損傷后的修復(fù)方法，其特征在于：待修復(fù)件為800-1000℃下暴露服役時間不超過16000h的mar-m247等軸高溫合金制成的燃機(jī)葉片，修復(fù)過程包括在真空環(huán)境下進(jìn)行以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于：在步驟s1中，固溶處理的溫度在沉淀強(qiáng)化相固溶溫度以上、初熔溫度以下的熱處理窗口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的修復(fù)方法，其特征在于：固溶處理時分兩個階段進(jìn)行升溫，第一階段升溫是從室溫升溫至過渡溫度，過渡溫度為1100℃-1120℃，升溫速率不高于20℃/min;第二階段升溫是從過渡溫度升溫至1180℃-1250℃，升溫速率不高于15℃/min且低于第一階段升溫速率;保溫2-8h后以接近空冷的速率下充氬氣冷卻至室溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳松，楊樂馨，鞏秀芳，高振桓，聶麗萍，羅超，陳藝文，隆彬，李定駿，裴玉冰，高驥天，李金祺，
申請(專利權(quán))人：東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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