高溫合金是一類在高溫及一定應(yīng)力條件下長(zhǎng)期工作的高溫金屬材料，具有良好的綜合性能，被廣泛地應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囃ㄟ^改變合金的微觀組織來(lái)提升其性能。

總結(jié)了近幾年高溫合金熱處理工藝的研究進(jìn)展，詳細(xì)論述了變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫合金的熱處理工藝及熱處理對(duì)其組織和性能的影響，并闡述了高溫合金熱處理工藝的發(fā)展趨勢(shì)。

高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能、優(yōu)異的蠕變性能、良好的疲勞性能和斷裂韌性等綜合性能，已成為航空和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤等高溫部件不可替代的關(guān)鍵材料。高溫合金按制備工藝可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。

隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，對(duì)高溫材料的性能要求也不斷提高。熱處理是高溫合金*的工藝過程，高溫合金熱處理工藝如圖１所示，通過改變工件內(nèi)部的顯微組織或改變工件表面的化學(xué)成分，提高韌性及抗蝕性能，消除應(yīng)力與軟化，提高強(qiáng)度。因此，為優(yōu)化顯微組織所進(jìn)行的熱處理研究一直是合金研制及應(yīng)用過程中的重要環(huán)節(jié)之一。

１　高溫合金熱處理工藝

高溫合金熱處理工藝是指高溫合金材料在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的方式，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。近年來(lái)對(duì)于高溫合金研究比較深入、系統(tǒng)的是固溶熱處理和時(shí)效熱處理。固溶熱處理是指在高于高溫合金組織內(nèi)析出相的全溶溫度，使合金中各種分布不均勻的析出相充分溶解至基體相中，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除殘余應(yīng)力的作用，以便繼續(xù)加工成型，并為后續(xù)時(shí)效處理析出均勻分布的強(qiáng)化相做準(zhǔn)備。

時(shí)效熱處理是指在強(qiáng)化相析出的溫度區(qū)間內(nèi)加熱并保溫一定時(shí)間，使高溫合金的強(qiáng)化相均勻地沉淀析出，碳化物等均勻分布，從而實(shí)現(xiàn)硬化合金和提高其強(qiáng)度的作用。

２　變形高溫合金熱處理工藝研究進(jìn)展

２．１　鐵基變形高溫合金ＧＨ２１３２合金具有突出的抗松弛能力、耐腐蝕能力和良好的綜合性能，適于作航空緊固件。目前使用的ＧＨ２１３２合金達(dá)不到１１００ＭＰａ高強(qiáng)度要求來(lái)滿足工作條件和保證航空安全，因而需要進(jìn)行一定的熱處理。

陳琪等采用兩種熱處理方式：一是固溶加時(shí)效熱處理工藝為９００℃固溶２.５ｈ油冷，７２０℃×１６ｈ＋６６０℃×１６ｈ空冷，保證δ＞２２％時(shí)，抗拉強(qiáng)度能達(dá)到１２４０ＭＰａ；二是直接時(shí)效熱處理工藝為６８０ ℃能保證δ＞１３％時(shí)，將ＧＨ２１３２合金的抗拉強(qiáng)度提高到１４００ＭＰａ。熱處理后合金得到了更加優(yōu)異的綜合性能。

ＧＨ６９６合金屬于沉淀強(qiáng)化型鐵基變形高溫合金，在高溫條件下具有較高持久蠕變強(qiáng)度，良好的抗氧化、抗腐蝕等綜合性能。它的表面硬度和耐磨性限制了在航空方面的應(yīng)用范圍。王淑新對(duì)ＧＨ６９６合金進(jìn)行了表面熱處理工藝的研究，采用氣體滲氮法，以氨氣作為滲氮?jiǎng)?，以氯化銨作為催滲劑。滲氮前試樣先進(jìn)行固溶處理，工藝為（１０００～１１００）℃×（１～２）ｈ油冷；固溶處理后進(jìn)行兩次時(shí)效處理，一次時(shí)效處理工藝（７５０～７８０）℃×１６ｈ空冷；二次時(shí)效處理工藝（６９０～７１０）℃×１６ｈ空冷。

表面熱處理提高了合金的表面硬度、耐磨性和抗腐蝕性能，并且滲氮層深度和滲氮保溫時(shí)間符合擴(kuò)散型控制的拋物線法則。

２．２　鎳基變形高溫合金ＧＨ１４５合金主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)在８００ ℃以下工作并要求強(qiáng)度較高的耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。ＧＨ１４５合金主要靠第二相γ′強(qiáng)化，其力學(xué)性能與固溶處理溫度和時(shí)間關(guān)系密切。王增友等［５］采用了（１１３５±１０）℃×２ｈ微量風(fēng)冷固溶處理，（８４５±１０）℃×２４ｈ爐冷至（７２０±１０）℃×１９ｈ空冷時(shí)效處理，得到了較為滿意的力學(xué)性能。

采用一次固溶，二次時(shí)效獲得了較為滿意的綜合力學(xué)性能和持久性能。ＧＨ１４５合金經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效處理后，γ′相中合金元素的溶解度會(huì)隨著時(shí)效溫度的不同而略有變化，但與時(shí)效時(shí)間關(guān)系不大。高溫合金ＧＨ４１４５／ＳＱ是以γ′［Ｎｉ３（Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ）］為主要強(qiáng)化相的鎳基時(shí)效硬化型合金，主要用于３００ ＭＷ 或６００ＭＷ 汽輪機(jī)高中壓內(nèi)缸法蘭螺栓。

此種材質(zhì)螺栓經(jīng)過高溫運(yùn)行后，會(huì)發(fā)生顯微組織及位錯(cuò)組態(tài)變化、強(qiáng)化相析出等，導(dǎo)致材料的蠕變和持久性能下降。閻光宗等為了改善其性能，對(duì)運(yùn)行后硬度值為３３３ＨＢＷ 的螺栓進(jìn)行恢復(fù)熱處理，熱處理工藝為固溶＋兩次時(shí)效，固溶工藝為１１３０℃×１ｈ油冷；時(shí)效為８4５℃×２４ｈ，第二次時(shí)效為７０７℃×２０ｈ空冷。

采用此工藝對(duì)硬度值超標(biāo)螺栓進(jìn)行恢復(fù)熱處理后，其硬度值降至標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，雖然強(qiáng)度值有一定程度的下降，但是塑性及韌性顯著提升，證明恢復(fù)熱處理工藝極其有效。ＧＨ４１６９合金是含Ｎｂ的高強(qiáng)度鎳-鉻-鐵基高溫合金，主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件。張尊禮等研究了熱處理制度對(duì)ＧＨ４１６９冷軋葉片組織性能的影響。