利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2023105566950
申请人: 湘潭大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种镍基单晶高温合金热处理的设备,其特征在于,包括真空系统、加热系统、冷却系统和抽拉系统;真空系统设置有带炉盖的炉体、抽气阀和放气阀,加热系统设置有保温层、加热器、热电偶和隔热挡板,冷却系统设置有结晶器和搅拌器,抽拉系统设置有载物台和升降杆;

所述加热系统置于炉体内,所述加热器位于保温层内,所述热电偶位于加热器下方,所述热电偶的一侧与所述保温层的内壁垂直连接,所述保温层的底部与隔热挡板连接;

所述冷却系统置于炉体内,所述结晶器为水冷结晶器;所述结晶器的底部与炉体的内侧底部连接,所述搅拌器位于保温层的外壁一侧并穿过隔热挡板伸入结晶器内;搅拌器位于载物台外壁的中心处,其所占面积是载物台的2/3;所述结晶器内放置Ga‑In‑Sn溶液冷却剂,所述Ga‑In‑Sn溶液冷却剂液面高度与结晶器顶端相距5 15mm,溶液温度为10 25℃,液~ ~压为0.1 2Mpa;

~

所述抽拉系统的升降杆经炉体底部纵向穿过冷却系统的结晶器底部和顶部、隔热挡板的中心孔,伸入加热系统内,并且能够在加热系统和冷却系统间往复,所述载物台置于升降杆的顶部。

2.根据权利要求1所述的镍基单晶高温合金热处理的设备,其特征在于,所述炉体的上方设置炉盖,所述炉体的侧部安装抽气阀和放气阀;所述加热系统的底部经隔热挡板与所述冷却系统的顶部垂直连接。

3.根据权利要求1或2所述的镍基单晶高温合金热处理的设备,其特征在于,所述加热器采用石墨制成,所述保温层采用多层碳毡制成,所述隔热挡板为板状多孔氧化铝陶瓷材料。

4.根据权利要求1所述的镍基单晶高温合金热处理的设备,其特征在于,所述炉体底部、结晶器底部和顶部、隔热挡板的中心通孔直径与升降杆直径相等;炉盖四周安装有密封圈。

5.根据权利要求1、2或4任一项所述的镍基单晶高温合金热处理的设备,其特征在于,炉体为水冷炉体,水冷炉体和水冷结晶器中的冷却介质均为水,水温为4 50℃,液压为0.1~ ~

2Mpa;所述加热器设置两个以上,每个加热器均配备一个热电偶。

6.根据权利要求3所述的镍基单晶高温合金热处理的设备,其特征在于,炉体为水冷炉体,水冷炉体和水冷结晶器中的冷却介质均为水,水温为4 50℃,液压为0.1 2Mpa;所述加~ ~热器设置两个以上,每个加热器均配备一个热电偶。

7.一种采用权利要求1至6任一项所述的镍基单晶高温合金热处理的设备的工艺,其特征在于,包括如下步骤:(1)准备试样

对每个试样表面打磨至800 1000目后抛光,用酒精和丙酮进行超声清洗后,干燥备用;

~

(2)将试样装入热处理设备

将试样装入坩埚内,然后将坩埚放置在载物台的上面,调整升降杆高度,使坩埚高度的‑3二分之一以上位于加热系统中,关闭炉盖,打开抽气阀,对炉体内抽真空至7×10 Pa 9×~‑3

10 Pa;

(3)对试样进行一次加热

采用直接式升温或分段式阶梯升温方式,当加热器的温度升至固溶温度1200 1350℃~后停止加热,并保温3 4h;

~

(4)将试样抽拉到冷却系统

待步骤(3)保温完成后将升降杆降低,将试样抽拉至结晶器内,使坩埚的上端面高于Ga‑In‑Sn溶液冷却剂的液面3 5mm,控制冷却速率在0.3 54℃/s,冷却3 10min;

~ ~ ~

(5)二次加热试样

在步骤(4)的试样冷却过程中,将加热器温度调整至一次时效温度1050 1200℃,当热~电偶示数稳定后再调整升降杆高度,使坩埚高度的二分之一以上位于加热系统中,通过加热器对位于坩埚内的试样加热,使试样达到1050 1200℃并保温3.5 5.5h;

~ ~

(6)将试样二次抽拉到冷却系统

待步骤(5)保温完成后将升降杆降低,将试样抽拉至结晶器内,使坩埚的上端面高于Ga‑In‑Sn溶液冷却剂的液面3 5mm,控制冷却速率在0.3 54℃/s,冷却3 20min;

~ ~ ~

(7)三次加热试样

在步骤(6)的试样冷却过程中,将加热器温度调整至二次时效温度750 950℃,当热电~偶示数稳定后再调整升降杆高度,使坩埚高度的二分之一以上位于加热系统中,通过加热器对位于坩埚内的试样加热,使试样达到750 950℃并保温16 21h;

~ ~

(8)将试样三次抽拉到冷却系统

待步骤(7)保温完成后将升降杆降低,将试样抽拉至结晶器内,使坩埚的上端面高于Ga‑In‑Sn溶液冷却剂的液面3 5mm,控制冷却速率在0.3 54℃/s,冷却3 50min;

~ ~ ~

(9)在进行步骤(8)过程的同时,关闭加热器,当热电偶的示数低于300℃时,打开放气阀,解除真空状态,打开炉盖,升高升降杆,取出试样。

8.根据权利要求7所述的工艺,其特征在于,直接式升温中,加热器升温速率为10 15~℃/min;分段式阶梯升温中,当加热器的温度低于500℃时,升温速率为15 30℃/min;当加~热器的温度为500 800℃时,升温速率为10 20℃/min;当加热器的温度大于800℃以后,升~ ~温速率为5 20℃/min;相邻两个加热段的间隔为1 10min,当热电偶示数稳定后继续加热。

~ ~