一种铁基高温合金的热处理工艺的制作方法

本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种铁基高温合金的热处理工艺。

背景技术：

铁基高温合金是以铁为基，配以多种元素的合金化作用来提高其高温机械性能和高温抗腐蚀性能的特种合金。铁基高温合金相对于镍基和钴基高温合金而言，价格低廉，是一种普遍应用于国防、能源、航空以及核反应等领域的高温结构材料。铁基高温合金应用的传统领域是航空发动机，早于50年代国外已开始将这类高温合金用于非航空发动机的其他工业领域。随着我国工业化建设的发展，各民用工业对高温合金材料的需求日渐增多，愈益迫切。1965年高温合金首先用于柴油机增压涡轮成功，开始了高温合金在民用工业中的应用。30年来，铁基高温合金已推广用于能源动力、交通运输、石油化工、冶金矿山和玻璃建材等诸多工业部门。

铁基高温合金在民用工业中应用，为这些工业部门提供高温关键零部件，促进了这些工业的发展，同时也更需要提高铁基高温合金本身的材质要求，因此，在不对合金其他性能指标产生不利影响的前提下，提高合金的硬度和强度极为重要。

技术实现要素：

鉴于以上所述，本发明公开了一种铁基高温合金的热处理工艺，在不影响合金材料的其他性能指标情况下，能较好的提高合金的硬度和强度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种铁基高温合金的热处理工艺，将铁基高温合金经过正常的固溶处理再进行以下热处理步骤：

(1)将铁基高温合金加热至790-800℃，保温2-4h，加热期间高温合金用棕刚玉砂进行保护，加热结束后空冷至室温；

(2)将铁基高温合金加热至760-765℃，保温10-14h，加热期间高温合金用棕刚玉砂进行保护，加热结束后空冷至室温；

(3)将铁基高温合金加热至745-750℃，保温10-14h，加热期间高温合金用棕刚玉砂进行保护，加热结束后空冷至室温。

所述固溶处理温度为1050℃。

所述铁基高温合金选用规格为d3铁基高温合金。

上述d3铁基高温合金的化学组分包括：c0.31～0.33％，w8～9％，si0.4～0.8％，mo4～5％，mn1.0～1.5％，v0.6～1％，cr10.5～12％，ni10.5～12％，杂质s、p≤0.03，余量为fe。

时效热处理析出的第二相主要有m6c、laves相、m23c6、mc等，这些碳化物和金属间化合物的析出温度:m6c为750～1150℃、laves相为650～1100℃、mc为600～1100℃、m23c6为650～1100℃。因而本发明根据溶解析出理论，通过时效工艺系列试验，结合组织性能分析，探明时效热处理工艺对合金析出相转变及对组织性能影响的作用。

本发明的有益效果：本发明将进行过正常固溶处理的铁基高温合金进行不同温度时段的时效处理，使之在奥氏体基体上获得了细小、弥散的m6c、laves相等强化相，且经过热处理的铁基高温合金具有较好的高温强度、高温耐腐性和高温硬度等，用其制作的模具钢具有较好的寿命，且模具钢工作带部位基本完好，经济效益可观。

附图说明

图1为实施例1经过热处理后的d3铁基高温合金金相显微组织结构图；

图2为未经过热处理的d3铁基高温合金金相显微组织结构图；

图3为实施例1经过热处理后的d3铁基高温合金x射线衍射图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。实施例中，各种原料都为马可波罗网产品。

实施例1

一种铁基高温合金的热处理工艺，将铁基高温合金经过正常的固溶处理再进行以下热处理步骤：

(1)将d3铁基高温合金加热至795℃，保温3h，加热期间高温合金用棕刚玉砂进行保护，加热结束后空冷至室温；

(2)将d3铁基高温合金加热至760℃，保温10h，加热期间高温合金用棕刚玉砂进行保护，加热结束后空冷至室温；

(3)将d3铁基高温合金加热至750℃，保温10h，加热期间高温合金用棕刚玉砂进行保护，加热结束后空冷至室温。

上述d3铁基高温合金的化学组分包括：c0.32％，w8.5％，si0.5％，mo4.5％，mn1.2％，v0.8％，cr10.8％，ni10.8％，杂质s、p≤0.03，余量为fe。

将实施例1中的经过时效热处理的d3铁基高温合金进行硬度试验和抗拉强度测试，试验中使用的压头类型为金刚石圆锥，采用洛氏硬度计。经测定，此时经过时效热处理的d3铁基高温合金的硬度为33.8hr，抗拉强度为1182mpa。并对经过时效热处理的d3铁基高温合金进行金相显微组织结构测定和x-衍射图谱测定，由图1可以得知，图中白色的为奥氏体基体组织，黑色的为析出相，析出相呈颗粒状、短杆状、链状弥散分布于奥氏体基体上和晶界处，在晶界处析出的析出相相互连接在一起形成断续的网状，网状结构明显，析出晶粒大小稳定；由图3可以得知，时效热处理后该高温合金的主要组成相为γ基体(图3中显示为a)+m6c+laves相，表明该高温合金在奥氏体基体上获得了细小、弥散的m6c、laves相等强化相。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种铁基高温合金的热处理工艺，将进行过正常固溶处理的铁基高温合金进行不同温度时段的时效处理，使之在奥氏体基体上获得了细小、弥散的M6C、Laves相等强化相。本发明的经过热处理的铁基高温合金具有较好的高温强度、高温耐腐性和高温硬度等，用其制作的模具钢具有较好的寿命，且模具钢工作带部位基本完好，经济效益可观。

技术研发人员：常峰;夏建强
受保护的技术使用者：安徽恒利增材制造科技有限公司
技术研发日：2017.11.22
技术公布日：2018.02.09