1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准HB/Z 140-89 航空用高温合金热处理工艺说明书1989-05-13发布1989-09-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准中华人民共和国航空航天工此部航空工业标准航空用高温合金热处理工艺说明书1 主题肉窑与适用范围HB!Z140-89 本说明书规烧了航空用高温含金管材、攸材、极金仲、焊接组合件、棒材、锻件、盘形假仲、件及民半成品、)品的熟他理工t;规姐、设备精制、工艺控制、质量控制以及检验的存关要求.本说明书作为航空工业部部标准.是指导郁内工厂航空用高温含金及其制仲热处理的主要技术文仲.当阳9氏、守用规?也就订货命同另有规定拧除外.2 引用标
2、准H5013 热处理零件检脸类别HB5 98 航聋l叶片用变形高温含金棒材HB5J 99 航空月j高胞含金降轧薄板HB5284 航空用GH220合金灿轧棒材技术条件H5285 航空用OH698合金盘形锻仲HB5332 航空用OH99合金冷轧薄极技术条件H5333 航常用HOH99含金惮始技术条件HB535 -i 航空制仲热处理质量抽制标准OB7232 金属蜘处理工艺术谓OBn 115 高温含金牌号OBn 176 转功邮件用商温含金热轧棒材Onl77 普通承力仲用高咀俞金热轧和锻制棒材0130178 商蝇仆金降1ft棒时。n119 商削合金热轧钢板O,1180 高幽含金岭轧薄板GBn 181 高
3、ffil1￥金锻制圃饼GBrdB3 高阁什金环仲毛坯OBn 184 焊接用高温含金1令i.l!始GBn 185 铸造高四合金母舍盘08nl86 1令墩用高温含金冷仪攸3 航空用高温合金航窜航安工业部198905-13发布1989-09-01实施HB / Z140-B9 航空用高温合金牌号，见表1;合金的化学成分.以航标为准，并参考国标或有关单位的企标.序Si 1 IOHI01 S GH1S 运。.08运1.SO ;:; 0.60 Z IOHI0lti OHI6 ;0.08 运1.80运0.603 1 (lJU()35 1 OH35 。.06-0.1;:;0.们罢王0.804 10且1131GH
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19、量要求，对热处理加热设备应采用温度控制装置。5. ,. 2 对航空用离挂在含金热处理加热设备，按HB5354的第I1I，IV类设备的要求执行。5. .3 热处理炉子内部应保持清洁。5.1.4 炉子最大回复时间，即为装入炉料后炉温回复至温度控制范围下限所需的时间，按HB5354的第2.1. 2. 7条执行。5.2 气氛5.2.1 可控气氧热处理设备，对氢、氨、氧或氯气气氛，应采用相应的设备，并按有关的标准进行控制。5.2.2 真空炉的压升率，在大于O.133Pa的状态下，应小于O.665Pa/小时。5.3 冷却设备5.3.1 悴火槽:5. 3. ,. 1 丰火槽的位置应尽可能靠近加热炉，便于加热
20、制件快速转入洋火槽内，以满足有关工瓦文件的要求。5.3.1.2 悴火槽的大小，要适应连续博火和制件在槽中适当运动的要求。5.3.1.3 摔火槽应备有槽盖，以防污染。5. 3. .4 津火槽应有循环系统和合适的冷却循环，可采用循环泵、机械搅拌、喷射对流或散热器等.不推荐用压缩空气搅拌。5.3. ,. 5 在?卒火槽内应安装感温元件，其测温仪表的分辨力小子或等于50C。5. 3. ,. 6 卒火油槽的温度应保持在201000C之间，必要时可安装加热或冷却装置。除非另有规定，津火水槽的温度应保持在1035t之间。其他津火介质的要求，按有关的工艺规定执行。5.3. .7 盐浴加热洋火用水槽，应供给新鲜
21、流动水，防止水中盐放度增高。5.3.8 ?卒火油应按HB5354的第3.2.2条的要求进行化验，根据化验结果进行必要的调整。5.3.2 对于要求在空气中缓冷的零件，应准备专用冷却装置。5.3. :3 对于要求在空气中快冷的零件，应准备风扇。5.3.4 为了方便操作，应准备适合的框架、夹盘、托盘、挂钩及通风设备。6 工艺控制6.1 -假晏京6.1. 1 对航空用高温合金进行热处理时，应严格按照有关工艺技术文件的要求进行。7 HBjz140-89 6. 1. 2 热处理过程中的工作记录，控制仪表记录.需经主管部门或质量控制部门检查，按HB5354的第4.3条执行。6. .3 在热处理过程中，应防止
22、零件产生变形。6. 1.4 装匍清洁的材料或零件时，操作工人应戴洁净的白手套。6. ,. 5 未经主管部门批准，不得更改热处理工艺规程。6. 2 表面要求6. 2. 1 对于高温合金制件入炉前，应无酸、碱、盐、焊药、涂料和玻璃润滑剂等市物z对于元加工余量或加工余量小于O.3毫米的制件入炉时，应无指印、切割润滑剂、渗透检验液、标记液、水或其他杂质。6.2.2 热处理夹具接触制件部分，应具有与热处理制件相同清洁度的要求。6.2. 3 热处理后需清除氧化皮时，可按各单位企标规定，进行碱洗、酸洗、化学处理、喷砂、喷丸或机加工等工序。6.2.4 在进行多次加热时，可在最后一次加热后清除氧化皮。6. 3
23、蟹炉6. 3. 1 热处理制件的摆放，应能使空气或炉气在制件内外表面自由循环，并能使津火介质在制件之间自由流动，6.3.2 热处理制件的排列，应使辐射热的辐射量均匀地加热全部装炉制件，避免制件受热不均匀和变形。6.3.3 制件装炉量要适当。装入量以炉子装料后，达到第5.1. .条规定的时间极限内回复至工艺规定的控制温度为宜。6. 3. 4 为避免或减少制件在热处理过程中产生变形，要求制件要定位或在专用料架上放置后进行热处理。S. 3. 5 制件筐或料盘的位置，应使全部制件都位于有效工作区之内，并远离热元件150毫米以上。6.4 炉子气氛6. 4. 1 对材料或制件进行回溶热处理、退火、稳定化或
24、去应力退火，如果对表面有要求或加工余量很小时，可采用保护涂层、保护气氧或真空热处理。6.4.2 热处理后，如果全部表面要进行机加工或去除氧化皮时，可在空气中进行热处理。7 热处理工艺7. , 加热7. ,. 1 制件装入热处理炉后，在任何时间都不能超过热处理工艺所规定的温度。7. ,. 2 当炉内全部热电偶，均指示出炉温己回复至热处理工艺规定的温度时，开始计算热处理所需的保温时间。7.2 固溶热处理7.2.1 在允许使用一种以上的冷却介质时，应选用适合古道工序的冷却介质z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。8 HB/Z140-89 7.2.2 在制件进行热处理时，打开炉门后应
25、迅速将制件全部漫入冷却介质内，以使制件本身的温度不低于固榕热处理温度的下限。7.2.3 在妒罐内热处理的材料或制件，允许将罐从炉内取出，并以迅速冷却炉罐外部的方法进行冷却，待炉罐冷却至2000C左右时，可开罐进行空冷。7.2. 4 相同工艺参数的制件，可以同炉进行热处理。7.3 预热7.3.1 为减小在热处理过程中造成翘曲或开裂，在制件进行热处理前，可进行预热或分阶段加热e7.3.2 经预热后的制件，应尽快转移到热处理炉内进行加热或在炉内继续加热，以保证达到对制件进行预热的目的。7.4 去应力退火7.4.1 经加工或焊接后的制件，为达到连续加工或减小变形的目的，一般情况下应进行中间去应力退火。
26、7.4.2 制件在进行焊接或冷成形前，宜为国榕状态。7. 5 保温时闽7.5.1 当任何一种热处理的保温时间，取决材料厚度时，应取用单个制件上最大有效厚度所需的保温时间。7.5.2 热处理过程中所需的保温时间，按第7.1. 2条的规定执行。7.6 管材、丝材、板金件及焊接组合件的热处理7.6. 1 凡需热处理的板金件，在入炉前应洗(除)净油污，其焊接组合件按工艺卡的要求进行加工或热处理。7.6, 2 板金件允许装在料盘或炉极主加热，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。7.6. :3 板金件热处理后需进行碱酸洗或吹砂清理的制件，可按工厂说明书或工艺卡的规定进行。7.6.4
27、 对于焊接组合件，为较彻底去除应力，一般情况下应进行回溶热处理或固溶热处理加时放。7.6.5 对不便于固溶热处理的焊接组合件，建议采用时效或退火去除焊接应力。对有硬度要求的制件，其时效或退火温度，不得高于原来的时效或退火温度。7.6.6 对于单件为固溶状态的组合件，焊接后进行时效处理。对于熔焊后有足够余量的制件，应进行固溶及时效热处理，改善其焊缝组织，获得较好的性能。7.6. 7 管材、丝材、板金件及焊接组合件的热处理工艺参数，见表209 HB/ Z140-89 表2管材、丝材、板金件及焊接组合件热处理规范固溶规范时效规范一市!字牌号原牌号力热温度时间，分冷却号日a35介质备注(mm) m町1
28、寸山1015一GH15 1.1 30- 1701 8 -., 1 2 11 2 -16空冷t-一-一21GHI 016 GH16 1150 - 11 7 018 - 1 Z 112 -16空冷-一-一一一-._._.一，,- _. 12,._, 16空冷中间退火一一-1216空冷15.20空冷中间II 退火1216空冷10-15空冷空冷7 I Grl21321GH132 198010川-ZcA20.Z51冷7肌叫1川6空冷. 40 3.80 8 I OH2150 I GH叫1140-1叫8 l0110._, 15 空冷时效_ . 咽卢-9 IGH30301 G H30 1990.-101018
29、1211216 空冷空冷卡_.1则1叮8-211216 空冷8 - 12112-16 空冷5-10110 - 15 空冷8 -1 2 11 2-16 空冷8 12112 . 16 空冷8- 12 112 16 空冷8-10110-15 空冷940-960 1 2 空冷- 8- 12112.16 空冷中间退火5-8 18 - 12 吹冷一一15-2O，._.25 卫去7、l_ 1 1_9_4-=9 60 125:川川5空冷。-730I 8-8.5注- ) ( . HB/Z140-.89 7.7 棒材、锻件的热处理7.7. 1 凡需作机械性能检查的制件，若不能切割制件时，应带有同熔炉批和锻造批的试
30、样，与制件同炉热处理。7.7.2 棒材、锻件有效厚度小于或等于16毫米时，允许装3层，但应在825士2S0C装炉，并随炉升温至固溶谧度。有效厚度大于16毫米，低于8250C装炉，允许装两层，但应在825士250C保持2-4小时后，随炉升温至圃槽温度。7.7. 5 盘形锻件，允许装两层，低于82S0C装炉，并将炉温控制在825+250C保持2-4小时，然后在规定的时间内分段控制升温至固溶热处理温度。7.7.4 对于模锻叶片，允许装3层，低于82S0C装炉，并且在825士250C保持2-3小时，然后在规定的时间内分段控制升温至固熔温度。7.7.5 时效时，有效厚度小于或等于30毫米的棒材、锻件允许
31、装4层;有效厚度大于30毫米的棒材、锻件及盘形锻件，允许装3层:装炉数量多时，应在低于时效温度50.1000C装炉，保持24小时后，升温至时效温度进行时放。7.7.S 棒材、锻件、盘形锻件的热处理工艺参数，见表3和4.I 1 HB; Z140 - 89 表3棒材、锻件的热处理规范固榕规范时效规范序号.号原院号次主费炉温度加热时间加热温度保温时间P令却介质 加热温度保温时间冷却日B，d(mm)数(气;) (分)(0( ) (分)量t气:) 小时介因800-850 800-850 60-90 1 GHI035 GH35 990-1010 60- 90 1130 1150 60-90 水冷710-7
32、30 8-10 空冷800-850 800-850 20- 25 2 GH1l31 GH131 990-1010 20- 25 空冷800-850 800-850 60 - 120 3 。H1l32GH132 980-1000 60- 120 汹冷700-720 12-16 空冷800-850 800-850 60 - 90 1040-106C 60-90 空冷4 OH 1 1 40 OH 140 800-850 800-850 60 - 90 1070-1090 90- 140 空F争800-850 800-850 60 - 90 5 GH1334 GH334 1090-1110 60 -
33、90 1160-1180 20-70 烛F令成水沟/25mm 800-850 900-850 60- 90 660-680 8-10 990-1010 60- 90 720-740 自-10空怜3.30- 3.50 130-1150 60 -90 流动水冷660-680 10-12 6 OH2036 Oli36 710 - 790 10-12 空冷3.45-3. 65 问60-685-6 810-830 5-6 空冷3. 60- 3.90 800 850 800- 850 60- 90 7 。H2038IGH38A 990-1010 60-90 1130-1150 90- 120 流动水冷77
34、0 - 790 16-25 空冷r 1800-850 800-850 60 - 90 990-1010 60- 90 1170-1190 90-120 2宫冷8 。H2130OH130 IT 800-1150 800-1150 60-90 -990-1010 60-90 1040-1060 240 - 270 空冷790- 810 16-16.5 空冷3. 30-3. 70 12 HBjZ140-89 续表3因溶规范时效规苞原膊号次装炉温度加热时间加热温度保温时间相热温度次保温时间冷却冷却介质HB ,d(mm) 数(OC)I (分)I (0(;) I (分数气:)小时介质800-8501 1
35、800850 1 6090 890-910 60120 汹冷或空冷700-720 16-16.5 空冷3.40-3.80 9 OH2132 OH132 800-850 800850 60.90 9801000 60.120 油冷或空冷700. 720 1616.5 空冷3.40-3.80 800850 800-850 60.90 1 1820-840 88. 5 空冷180.210 990-1010 120-150 I! 690-710 16.16.5 空冷3.25-3.65 10 GH2135 GH135 120-50 1070.1090 480-510 散开空冷1 1820- 840 8-
36、8.5 空冷11 陆40-66016-16.5 空玲3.40-3.80 I险。0-850800.850 60-90 990-1010 6090 1170-1190 120-150 空冷11 。H2302OH302 11 800850 800-850 60-90 990-1010 60-90 1040-1060 240-270 空F守790-810 16-16.5 空冷3.30-3.70 800-850 800-850 60-90 12 OH3030 OH3D 990-1010 90-180 空冷800-850 800-850 60-90 990-1010 60-90 1130-1150 80-
37、90 空冷13 OH3044 OH44 800-850 800-860 60-90 990-1010 60-90 1150-1110 120-150 空冷800-850 800-850 60-90 J.i OH3128 GH128 990-1010 60-90 1150-1170 60-90 空冷800-850 800-850 60-90 15 OH4032 GH32 990-1010 6090 10701090 180-510 空P舍690710 16-16.5 空冷3.45-3.85 13 H/ Z140 - 89 续表3时效规范牌号原l:I!u It.t Iml m tiI.1f t |
38、刷刷十叫脚| 何小时介质-_._-_._-._-.-._ - - -一一-16 I GH4033 I G 690-710116-16, S 空冷3.45.:.80 171 GH4037 18 I GH4043 散空冷击到!-850 肘。-85巳吧!斗I肌11 BOO-85f 800-850 120-150 il040-1060网。-260空玲S 空怜800.B50 20 99川0101120-1叫GH4169 I GH169 I 800-850 800 - 850 I 60-90 _i 21 oFJ叫协!710431川5!注2.85-3.30 14 HBj Z140-89 续表3国割草规范时效
39、规范序牌号原.号lX 装炉温时翩然时归bl1热温度慨然温度J争却介质次热擅保温时向冷却今号HS ,d (mm) 数OC) I (分( 0(:) 分数() 小时介质一-+-I 1800850 800.1150 60.90 - 卜一-一，-卡-1070-1090 60.90 12)O-120 240 -270 空冷11 800-85U 800- 850 60 - 90 +-. 1040-1060 40-270 空冷940.960 2 空冷22 OH1220 OU220 800-850 800-850 60- 90 10iO-l090 60-90 一-一一卡-1210.1230 240- 270 空
40、冷至-1060-1080 转炉1060-108C 140-16C 冷陆40-96U2.5 空冷晶一-一一表4盘形锻件热处理规范国￥民规拖时效规范序号,.,-度惧温时间牌号原牌号次悻炉温应加热时间加热温度保温时间冷却介质次市川岛温冷却HB,d ( mrn) 数OC)I (分)I (;) I (分数( c) (小时)介质-800-8日800- 850 50- 60 990- 1010 50- 60 1060-1080 50- 60 问60-6SC12-14 1 。H2()36GH36 1130- 1150 80- 90 流动水冷780-80C 10-12 空冷3.45- 3.65 800-850
41、120-1日800- 860 60.- 70 120- 150 990-1010 50- 70 !iO-670 16 r-一180210 1130-1150 170-190 流动水玲770.800 1-4-20 空?争800-850 800- 850 60-120 2 0日2132OH132 980-1000 60.120 油冷700-720 1.4 - 16 主专怜3.40- 3.80 产-800-8日800-850 1:05-135 1040- 1060 90-120 1 1820-84 8 空冷90.120 1130-115 230.2,sO 空冷 640-66C 16 空冷3. 40-
42、3.80 3 。H2135GH135 80C-8日1100.850 150-180 990-1010 .1 20 - 150 I 1820-84C B 除徽空玲J J 30-1) 50 230 . 250 分散空怜11 640-66(1. 16 空冷15 HBjZl40-89 续表4固溶翅范时效烧M 序号牌号原牌号次童画炉温度加热时间加热温度保温时问次加热温度保温时间冷却冷却介质HB, d(mm) 数毛f分)(OC) 分数(t ) 小时介质800850 800850 70-90 4 GH2136 GH136 940960 70-90 970-990 11013C 油冷710730 16 空冷8
43、0085D 800-850 180.210 990-1010 120-150 5 GH4033 。H331050-1070 180-240 1070-1090 480-5日空冷740-760 16-16.5 空玲3.40-3.80 800-850 800-850 150-165 , 9901010 120-135 6 GH4133 GH33A 1050-1070 80-240 1070-1090 480-495 等号冷740-760 16 空冷800-850 800-850 60-80 7 GH41S9 GHl69 950-980 - 50-90 空冷710-730 8-8.5 注陆.85-3
44、.30I 1600-8日600-t!50 60-90 990-1010 60-30 1070-1090 60-90 8 GH4698 GH698 1110-1130 480-510 全冷H 1800-850 800-850、120-150 990-1010 230-250 空冷765-785 16 空冷注:以40-50:1小时，随炉玲歪620土10:，8-8.5小时.空冷.7.8铸件的热处理7.8. 1 有效厚度小于或等于16毫米，到温装炉，允许装3层，但应低于8250C进炉，随炉升温至固榕温度。7.8.2 有放厚度大于16毫米，应低于8250C装炉，并在825士25t:保持2，.，4小时，然
45、后在规定的时间内分段控制升温至团糟温度。7.8.3 对厚薄相差较大的制件，加热时为减小热应力，可低于8250C入炉，并在825土250C保持35小时后，在规定的时间内分段控制升温至固溶温度。7. 8. 4 娇正后的铸件，应进行退火，消除矫正应力。7. 8. 5 铮件的热处理工艺参数，见表5。16 H8/Z140-89 表5铸件的热处理规范固溶规范时效规序号牌号原牌号加热温度保温时间加热温度保温时间CC) (小时冷却介质CC) 小时)K211 Kll 890-910 5 空冷2 K214 K14 10901110 5-5. 5 空冷3 K401 Kl 1110-1130 10 空冷4 K403
46、K3 1200-1220 4.4.5 空冷5 K405 K5 铸态6 K406 K6 970-990 5-5.5 空冷7 K412 K12 1140-1l6C 7 空冷8 K417 K17 铸态9 K418 K18 1170-l19C 2 ,. 2.5 空玲920-940 16 10 K419 K19 铸态8 质量控制8. 1 一般要求8. 1. 1 质量控制应保证符合本说明书的要求。8.1.2 工厂的设备及其控制仪表，按本说明书的第5章执行。8.1.3 质量检验应按国标、航标和有关的企标执行，8.1.4 热处理工、仪表工和检验工，按HB5354第6章人员要求执行。8. 2 检验按HB5013和HB5354执行8. 3 热处理过程中对晶间腐蚀的工艺控制范冷却介质空冷8.3.1 有晶间腐蚀倾向的材料进行热处理时，应同炉热处理一个控制试样。控制试样应采用热处理中所使用的同一炉批的同种材料制造。8. 3. 2 控制试样的表面应完全清除掉污物或以前的晶间腐蚀。8. 3. 3 晶间氧化深度，按工厂企标进行检验和控制。8.4 其他8.4.1 一般要求按HB5354执行。8.4.2 热处理制件检验类别按HB5013执行。8. 4. 3 热处理的全部程序和要求，按本说明书的规定执行。备注或铸态17 H8jZ140-89 9 技术安全制件热处理时，必须遵守有
