一种变形高温合金GH4169的真空自耗重熔方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111394590A(43)申请公布日2020.07.10(21)申请号202010267169.9(22)申请日2020.04.07(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区北京市81号信箱科技发展部(72)发明人张勇韦康贾崇林王涛李钊(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人杜永保(51)Int.Cl.C22B9/16(2006.01)C22B9/18(2006.01)C22F1/10(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C19/05(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种变形高温合金GH4169的真空自耗重熔方法(57)摘要本发明属于航空发动机用高品质变形高温合金制备技术领域。涉及一种变形高温合金GH4169的真空自耗重熔方法，具体包括电渣重熔制备自耗电极、电极锭高温去应力退火、机加工、电极焊接、对中装炉、三阶段控制自耗重熔等工序。该工艺的突出优点是能够降低高铌变形高温合金真空自耗重熔过程产生偏析类冶金缺陷的风险，同时提高了制备的变形高温合金材料的批次稳定性和使用可靠性。CN111394590ACN111394590A权利要求书1/1页1.一种变形合金GH4169的真空自耗重熔方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)自耗电极制备：采用氩气保护气氛的电渣重熔工艺制备GH4169合金真空自耗重熔电极锭；(2)电极锭高温去应力退火：所述电极锭室温下放入台车式热处理炉，进行高温去应力退火，铸锭从室温缓慢升温(3℃～5℃/min)到600℃±20℃，保温1h～2h；持续升温到950℃±50℃，保温2h～3h，然后停电，铸锭随炉冷却到室温；(3)机加工：退火后的电极锭切除电极锭的头部和尾部，加工后的电极锭表面目视无裂纹、凹坑、凸起、夹杂物；(4)电极焊接：采用氩弧焊方法把高温合金真空自耗电极锭焊接到导电用的假电极上；(5)对中装炉：把步骤(4)焊接假电极的自耗电极锭装入真空自耗炉，自耗电极锭轴线与结晶器轴线对中重合；同时在结晶器底部放入同种高温合金材料的引弧板；(6)抽真空：真空自耗炉抽真空，设备真空度≤0.1Pa，同时漏气率要求≤0.1Pa/min；(7)三阶段控制自耗重熔：按照三个阶段控制熔炼过程，①起弧阶段：采用电压控制为主，电流控制为辅的熔炼工艺，并且要求电压波动值≤设定值的13％，电流波动值≤设定值的13％；②稳定阶段：采用熔滴熔速控制为主，合金熔速控制范围为2.5Kg/min～4.0Kg/min；熔炼过程达到稳定阶段后，要求稳态阶段熔速波动值≤设定值的8％，通过设备冷却气体管路向结晶器内通入氦气，氦气压力400Pa～500Pa；③封顶补缩阶段：采用电压控制为主的工艺，电压波动值≤设定值的15％，电流波动值≤设定值的15％；(8)电极锭冷却：熔炼完成后，停电，停止抽真空，保持冷却水持续冷却，同时保持结晶器内的氦气气氛，当电极锭稳定冷却到≤70℃后，停水，打开结晶器，吊出电极锭。2.如权利要求1所述的真空自耗重熔方法，其特征在于，所述步骤(3)退火后的电极锭采用锯床切除电极锭的头部和尾部。3.如权利要求2所述的真空自耗重熔方法，其特征在于，所述切除厚度为80mm～100mm。4.如权利要求1所述的真空自耗重熔方法，其特征在于，所述电极锭表面通过车床机加工，单边加工去除量5mm～10mm。5.如权利要求1所述的真空自耗重熔方法，其特征在于，所述步骤(4)电极锭焊接完成后平直度要求≤3mm/m。6.如权利要求1所述的真空自耗重熔方法，其特征在于，所述步骤(5)针对不同电极锭直径，电极锭与结晶器内壁间距离控制范围为30mm～35mm。7.如权利要求1所述的真空自耗重熔方法，其特征在于，所述步骤(7)电压、电流及氦气气体压力超出波动范围的时间≤2S不作为异常现象处理，超过该值时需要检查电极锭对应部位的冶金质量。8.如权利要求1所述的真空自耗重熔方法，其特征在于，所述步骤(3)自耗电极锭的平直度要求≤3mm/m，不圆度要求≤2mm。2CN111394590A说明书1/5页一种变形高温合金GH4169的真空自耗重熔方法技术领域[0001]本发明属于航空发动机用高品质变形高温合金制备技术领域。涉及一种变形高温合金GH4169的真空自耗重熔方法，主要包括电极锭去应力退火、熔速控制、氦气冷却等。背景技术[0002]本项目的背景技术是航空发动机用变形高温合金真空自耗重熔技术。[0003]变形高温合金GH4169在航空发动机中大量用作盘件、环形件、紧固件、钣金件等零件。随着航空技术的进步与发展，对变形高温合金材料的服役温度和力学性能要求越来越高，而通过添加强化元素保证材料性能和使用可靠性的一个重