一种高温合金细晶棒材的锻制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102492906A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102492906A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110449582.8(22)申请日2011.12.29(71)申请人钢铁研究总院地址100081北京市海淀区学院南路76号(72)发明人吕旭东杜金辉邓群曲敬龙王民庆毕中南陈国胜王庆增(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C22F1/10(2006.01)C22C19/05(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图44页(54)发明名称一种高温合金细晶棒材的锻制方法(57)摘要一种高温合金细晶棒材的锻制方法，属于锻造技术领域。采用镦拔加径锻联合开坯的生产方式，变形量很大且变形方向交替变换，碳化物破碎充分且弥散分布，提高了合金的疲劳性能。棒材最终通过径锻一火成形，避免了回炉空烧导致的晶粒长大，且对棒材外圆变形非常有利，得到晶粒级差小于2级的细晶棒材。因此，这是一种很有前途的适用于高温合金细晶棒材生产的新方法，推广之后必将产生很好的社会经济效益。CN102496ACN102492906A权利要求书1/1页1.一种高温合金细晶棒材的锻制方法，其特征在于，工艺步骤如下：首先将经过真空感应熔炼+真空自耗重熔的GH4169Φ508mm合金铸锭在1160～1190℃均匀化处理，然后在2000吨快锻机镦拔开坯，镦粗变形量为30％，接着回炉加热到1100～1120℃，拔长至锭坯1.6米；经过一到三次镦拔，再回炉加热到1100～1120℃，拔长至6.4米、直径Φ240mm；利用高温粘结剂将棒坯均匀覆盖保温毯，再加热到1000～1010℃，利用1300吨径锻机一火锻制成形。2.根据权利要求1所述的高温合金细晶棒材的锻制方法，其特征在于，锻制的高温合金细晶棒材晶粒组织均匀细小，达到ASTM7级以上，中心和外圆的晶粒度级差小于2级；δ相数量适中，呈短棒状或颗粒状分布于晶界；碳化物细小，且弥散分布。3.根据权利要求1所述的高温合金细晶棒材的锻制方法，其特征在于，所述高温粘结剂的各组分的质量百分数为35～40％Al2O3、48～52％SiO2和9～15％Fe2O3的混合物。4.根据权利要求1所述的高温合金细晶棒材的锻制方法，其特征在于，所述的高温合金GH4169的化学组成成分重量百分比为C≤0.08％，Cr：17.0～21.0％，Mo：2.80～3.30％，Al：0.30～0.70％，Ti：0.75～1.15％，Nb：5.0～5.5％，Co≤1.0％，Ni：50～55％，Fe：余量。2CN102492906A说明书1/4页一种高温合金细晶棒材的锻制方法技术领域[0001]本发明属于锻造技术领域，特别是涉及一种高温合金细晶棒材的锻制方法，适用于冶金行业的GH4169合金的热加工锻造，用于变形温度区间狭窄、热加工工艺参数敏感型高温合金的开坯。技术背景[0002]高温合金由于具有优异的综合力学性能和抗氧化、耐腐蚀能力而成为石化、核能、航空、航天等工业领域承受高温、腐蚀、载荷等恶劣使用环境关键部件不可或缺的材料。高温合金一般都有较高的合金元素含量，如Ni、Cr、Mo、W、Co等。此类合金元素大多是我国的战略合金资源，原料价格较高。加入该类元素之后给合金的冶炼和热加工带来很大困难，致使高温合金产品成材率很低。[0003]In718(国内牌号GH4169)合金由于具有较高的热强性和良好的综合力学性能以及较好的热加工塑性，成为美国应用最为广泛的航空发动机用变形高温合金。用其制备的零件包括涡轮盘、压气机盘、篦齿盘、叶片、轴、螺栓和螺母等，是一种典型的一材多用合金，其产量已达变形高温合金年总产量的45％。这种合金最大特点在于采用不同的热变形工艺可以得到组织和性能差异较大的材料，换句话说，GH4169合金是一种热加工工艺敏感型合金。[0004]目前国内采用快锻机单向拔长的开坯工艺生产的GH4169合金棒材，变形方向单一，碳化物破碎不充分且沿流线呈串状分布，很容易成为疲劳裂纹源。另外，由于多火次锻造回炉空烧导致棒材晶粒长大，不易得到均匀的细晶组织。以上原因成为制约我国高温合金棒材质量提高的瓶颈。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种高温合金细晶棒材的锻制方法，采用镦拔加径锻联合开坯的生产方式，变形量很大且变形方向交替变换，碳化物破碎充分且弥散分布，提高了合金的疲劳性能。棒材最终通过径锻一火成形，避免了回炉空烧导致的晶粒长大，且对棒材外圆变形非常有利，得到晶粒级差小于2级的细晶棒材。因此，这是一种很有前途的适用于高温合金细晶棒材生产的新方法，推广之后必将产生很好的社会经济效益。[0006]本发明能节约战略合金