QJ 2046A-2008 膨胀合金热处理

中华人民共和国航天行业标准FL6200QJ2046A—2008代替QJ2046—1991膨胀合金热处理Heattreatmentofexpansionalloys2008－03－17发布2008－10－01实施国防科学技术工业委员会发布QJ2046A—2008I前言本标准代替QJ2046－1991《膨胀合金的热处理》。本标准与QJ2046－1991相比主要有以下变化：a)増加了4J33、4J34、4J41、4J43、4J46、4J78、4J80和4J82的热处理工艺参数和要求；b)删除了4J48、4J52、4J54、4J58、4J59合金牌号及相应的热处理工艺；c)増加了零件加工需要的去应力退火和中间退火处理；d)増加了质量控制要求。本标准的附录A为规范性附录。本标准由中国航天科技集团公司提出。本标准由中国航天标准化研究所归口。本标准起草单位：中国航天标准化研究所、上海航天技术研究院第八一二研究所。本标准主要起草人：刘志盈、赵继安。本标准于1991年01月首次发布。QJ2046A—20081膨胀合金热处理1范围本标准规定了膨胀合金热处理所用设备与工装、工艺参数、质量检验和质量控制等要求。本标准适用于航天产品常用膨胀合金零件的热处理。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T14985膨胀合金的尺寸、外形、表面质量、试验方法和检验规则的一般规定GB15735金属热处理生产过程安全卫生要求GJB509热处理工艺质量控制要求QJ1428－1988热处理炉温控制与测量YB/T5231定膨胀封接铁镍钴合金YB/T5233无磁定膨胀瓷封镍基合金YB/T5235定膨胀封接铁镍铬、铁镍合金YB/T5236杜美丝芯用铁镍合金4J43YB/T5237玻封铁镍铜合金4J41YB/T5240玻封铁铬合金4J28YB/T5241低膨胀铁镍、铁镍钴合金3设备与工装3.1设备3.1.1热处理设备可选用真空炉、保护气氛炉、盐浴炉、空气电阻炉、电加热恒温烘箱和冷却水槽。3.1.2热处理设备的使用温度应满足工艺要求。3.1.3真空炉炉内的真空压强应控制在1.33Pa～1.33×10－3Pa范围内，压升率应不大于0.665Pa/h。3.1.4保护气氛炉应优先选用还原性氢气炉，氢气露点应低于–40℃。保护气氛允许使用中性、微还原性气氛。3.1.5盐浴炉的加热介质应呈中性，使用时应先进行脱氧处理。3.1.6热处理过程的测温和控温，应采用精度高的自动控温仪表和记录仪表。热处理设备的炉温均匀性应符合QJ1428－1988中Ⅲ类或不低于Ⅲ类炉的要求。3.1.7配置适合膨胀合金固溶热处理冷却专用的清水槽。3.2工装膨胀合金热处理使用的工装应采用低碳不锈钢制作。4热处理工艺QJ2046A—200824.1热处理种类热处理种类有去应力退火、中间退火、最终退火、固溶热处理、时效处理和稳定化处理。4.2热处理工序安排4.2.1去应力退火应在零件机械加工过程中或最终退火之前进行，目的是为了消除加工应力，防止零件变形。4.2.2中间退火应在零件冷变形之前（对硬态材料）或在其工序之间进行，目的是为了消除加工硬化、恢复塑性，改善冲压性能。4.2.3最终退火一般在零件加工成型之后进行，目的是为了去除杂质和消除应力，使零件获得均匀稳定的奥氏体组织（γ相）和线膨胀系数。4.2.4固溶热处理应在零件加工之前进行，目的是为了获得单相奥氏体组织，降低线膨胀系数。4.2.5时效处理应在固溶热处理或零件成型之后进行，目的是为了消除固溶热处理和加工应力，使零件获得稳定的金相组织和性能。4.2.6稳定化处理应在零件精加工之后进行，目的是为了消除应力，使零件获得稳定的金相组织和性能。4.3热处理前的准备4.3.1按工艺技术文件核对零件的工序名称、合金牌号、技术要求。4.3.2检查零件的表面质量，不应有裂纹、损伤等缺陷。4.3.3对热处理后需要进行物理性能和金相组织等检验的零件，应采用检测试样，试样应符合GB/T14985的有关规定。试样应与零件同熔炼炉号、同批次、同状态，并与零件同炉热处理。4.3.4零件、试样和工夹具应用汽油、酒精清洗干净，干燥后入炉。4.4热处理制度4.4.1膨胀合金的热处理工艺参数见表1。表1膨胀合金的热处理工艺参数热处理工艺参数合金牌号热处理种类加热介质入炉温度℃升温方式加热温度℃保温时间冷却方式出炉温度℃4J281100±10（120min~180min）+△t2以200℃/h~400℃/h冷却4J294J44900℃±10℃，保温60min，再随炉升温至1100℃±10℃，保温（60min~120min）+△t24J334J34900±10（120min~180min）+△t44J46最终退火真空或氢气≤150随炉升温880±10（60min~90min）+△t4以200℃/h~300℃/h冷却≤150QJ2046A—20083表1（续）热处理工艺参数合金牌号热处理种类加热介质入炉温度℃升温方式加热温度℃保温时间冷却方式出炉温度℃中性盐浴（30min~60min）+△t1保护气氛固溶热处理空气≤840—840±1060min+△t2水冷—时效处理真空或保护气氛≤150随炉升温315±10180min~240min炉冷—稳定化处理—≤100—90~1206h~8ha空冷或炉冷≤1004J324J364J384J40最终退火真空或氢气≤150随炉升温850~900（120min~180min）+△t4以200℃/h~300℃/h冷却≤1504J41850±10（120min~180min）+△t44J64J474J491100±10（120min~180min）+△t24J424J454J50900±10（120min~180min）+△t24J434J784J821030±10（120min~180min）+△t34J80退火真空或氢气880±10（120min~180min）+△t3以250℃/h~300℃/h冷却去应力退火真空、氢气或空气280~480120min~240min炉冷适用所有牌号中间退火真空或氢气≤150随炉升温650~850（120min~180min）+△t3以200℃/h~400℃/h冷却≤150注:△t1、△t2、△t3、△t4是指零件有效厚度每毫米需分别增加的保温时间为0.5min、1min、1.5min、2min。a对线膨胀系数稳定性要求高的精密零件，可采用加热温度95℃~100℃，保温48h。4.4.2中间退火温度应在650℃～850℃之间合理选择，注意防止晶粒长大。4.4.3采用1100℃进行真空退火时，应注意防止零件叠放时产生真空粘结。4.4.4热处理的保温时间应根据使用的设备、零件的有效厚度、装炉量和放置方式进行调整。采用真空炉处理时，保温时间应取上限。5质量检验5.1检查生产操作过程和执行工艺规范的正确性。5.2外观质量检查要求如下：a)零件表面应无裂纹、变形超差、碰伤和粘结现象;b)经真空炉或氢气炉最终退火的零件，表面应无氧化;c)热处理后与玻璃或陶瓷烧结的零件，表面允许有光泽的氧化膜;QJ2046A—20084d)经去应力退火、中间退火和固溶热处理后需要加工的零件，表面允许有氧化色。5.3当设计或工艺技术文件有明确规定时，应进行物理性能和金相组织检验。检验结果应符合附录A或工艺技术文件规定的技术要求。检验方法按GB/T14985的规定进行。6质量控制6.1热处理质量控制应符合GJB509的有关规定。6.2膨胀合金制作的零件，其材料质量应符合YB/T5231、YB/T5233、YB/T5235、YB/T5236、YB/T5237、YB/T5240、YB/T5241等有关标准的规定。6.3需返修的零件，固溶热处理或最终退火允许重复二次。6.4热处理过程应做好记录。零件应妥善保管，防止损伤和腐蚀。6.5按本标准首次选用膨胀合金热处理制度，应进行工艺试验，并经有关部门审核和确认。7技术安全7.1热处理工作环境和生产过程应严格执行GB15735的有关规定。7.2使用氢气作保护气氛，应有防火和防爆措施。QJ2046A—20085附录A(规范性附录)膨胀合金热处理后的物理性能和金相组织膨胀合金热处理后的物理性能和金相组织应符合表A.1的规定。表A.1膨胀合金热处理后的物理性能和金相组织平均线膨胀系数a×10－6/℃金相组织合金牌号20℃~100℃20℃~300℃20℃~400℃20℃~450℃20℃~500℃20℃~530℃20℃~600℃晶粒度a相结构说明4J28—————10.8~11.4—6级~7级无马氏体4J29——4.6~5.25.1~5.5———7级~8级γ相b4J44—4.3~5.14.6~5.2——————4J33——6.0~6.8—6.6~7.4——7级~8级—4J34——6.3~7.1———7.8~8.5—γ相b4J46—5.5~6.55.6~6.6—7.0~8.0————4J32≤1.0c——————6级~7级γ相d4J364J38≤1.5c——————6级~7级—4J40—≤2.0—————6级~7级γ相d4J41—8.4~9.58.5~9.6——————4J6—7.6~8.39.5~10.2——————4J47——8.1~8.7——————4J49—8.6~9.39.4~10.1——————4J42—4.0~5.0—6.5~7.5—————4J45—6.5~7.26.5~7.2——————4J50—9.2~10.09.2~9.9——————4J43——6.3~7.2———————4J78————12.1~12.7—12.4~13.0——4J80————12.7~13.3—13.0~13.6——4J82————12.5~13.1—13.0~13.6——磁导率μ1600≤1.263μH/ma晶粒度为参考值。b4J29和4J34在温度低于－78.5℃，保温时间不小于4h条件下，用金相法检查试样，不应有γ相向α相转移。c是指经固溶热处理和时效处理后的平均线膨胀系数数据。4J32最终退火后的平均线膨胀系数应不大于1.5×10－6/℃；4J36、4J38最终退火后的平均线膨胀系数应不大于1.8×10－6/℃。d4J32和4J40在温度低于－60℃，保温时间不小于2h的条件下，用金相法检查试样，不应有γ相向α相转移。QJ2046A—20086中华人民共和国航天行业标准膨胀合金热处理QJ2046A－2008*中国航天标准化研究所出版北京西城区月坛北小街2号邮政编码：100830中国航天标准化研究所印务发行部印刷、发行版权专有不得翻印*2008年10月出版定价：11.00元QJ2046A－2008