CN104775043A - 一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法,属于先进发动机材料制备领域,本发明综合了高温合金真空感应熔炼、喷射成形快速凝固工艺得到纯净度高、细小晶粒组织、没有宏观偏析锭坯的技术优点,通过后续的热等静压和锻造,机械加工制成最终尺寸涡轮盘毛坯件。使生产出的GH742y合金沉积坯具有高强度,塑性好,易锻轧加工等特点;解决了常规难变形GH742y合金的宏观偏析造成的热加工困难问题,而且进一步提高了合金的综合性能并降低了成本。
Description
技术领域
本发明是一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法,属于先进发动机材料制备领域。
背景技术
航空发动机对国防实力和国民经济的发展具有重要意义,是反映一个国家科技、工业、军力水平的重要标志。GH742y合金是一种性能水平和使用温度都很高的难变形涡轮盘合金。该合金与GH742合金相比,主要在合金成份上做了一些调整:1)提高了Al、Nb和Ti三个时效强化元素的含量;2)增加了固溶强化元素W,同时降低了Mo的含量;3)降低了Cr的含量,提高了Co的含量;4)规定了V的含量范围,增加了镁元素。这样的成份调整,必然会提高固溶和时效强化效果,从而提高合金的室温强度和高温热强性。由于GH742y合金的合金化程度高、偏析严重、变形温度范围窄、变形抗力大,采用传统的铸造变形工艺生产合格的涡轮盘锻件毛坯合格率低、性能也偏低。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的缺点而设计提供了一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法,其目的是利用喷射成形快速凝固方法制备高性能难变形GH742y合金,实现成分均匀、组织细化的快速凝固特征,提高了合金的力学性能,同时改善合金的热变形能力,提高了涡轮盘毛坯的一次合格率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
该种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法,其特征在于:该方法的步骤是:
⑴将表面清理干净的GH742y母合金装入喷射成形炉的真空感应熔炼坩埚中,抽真空并送电加热母合金,真空度小于1Pa;
⑵感应炉内母合金融清后,升温至1480℃~1520℃,使熔体的成分和温度达到均匀一致,向熔炼室和雾化室内充入压力为0.1MPa~0.2MPa的Ar气,直到0.55MPa~0.75MPa,Ar气纯度大于99.999wt%,然后把熔炼坩埚内的液态金属按照5~20Kg/min的速度浇入已经被加热的中间包内,中间包加热温度在1450℃~1500℃;
⑶熔融液体金属通过中间包底部的高纯氧化铝导流管流出,导流管直径采用1.0MPa~2.0MPa的高纯N2,N2纯度大于99.999wt%,经过雾化喷嘴把熔融液体金属雾化成熔滴,沉积器中心距雾化喷嘴中心的距离为400mm~600mm,熔滴飞行并在沉积器上形成柱状沉积坯,沉积器直径
⑷将沉积坯进行热等静压处理后,对沉积坯进行表面加工处理,在压机上进行镦饼,机加工到涡轮盘的最终毛坯尺寸。
本发明技术方案具有的优点和有益效果是:
本发明技术方案综合了高温合金真空感应熔炼、低压喷射成形的优点,制备出难变形GH742y合金涡轮盘毛坯,具有以下优点:
(一)成分均匀,无宏观偏析;
(二)组织细化,合金组织细小的等轴晶组织,晶粒约为20~40微米;(三)热变形能力好,因组织均匀,晶粒细小,大大提高了合金的热变形能力,一次变形量可达50%不开裂,提高了涡轮盘毛坯成形的一次合格率;
(四)力学性能好,良好的组织使得力学性能显著提高,部分关键力学性能比常规铸锻盘件性能提高20%以上。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述:
实施例1
该种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法,其特征在于:该方法的步骤是:
⑴将表面清理干净的GH742y母合金装入喷射成形炉的真空感应熔炼坩埚中,采用机械泵,罗茨泵和增压泵三级泵系统抽真空并送电加热母合金,真空度小于1Pa;
⑵感应炉内母合金融清后,升温至1480℃~1520℃,使熔体的成分和温度达到均匀一致,向熔炼室和雾化室内充入压力为0.1MPa~0.2MPa的Ar气,直到0.6MPa,Ar气纯度大于99.999wt%,启动沉积器旋转系统,旋转速率60~100转/分钟,然后把熔炼坩埚内的液态金属按照15Kg/min的速度浇入已经被加热的中间包内,中间包加热温度在1480℃;
⑶熔融液体金属通过中间包底部的高纯氧化铝导流管流出,导流管直径采用2.0MPa的高纯N2,N2纯度大于99.999wt%,经过雾化喷嘴把熔融液体金属雾化成熔滴,沉积器中心距雾化喷嘴中心的距离为500mm,熔滴飞行并在沉积器上形成柱状沉积坯,沉积器直径
⑷沉积完成后,继续抽真空,使真空度小于500MPa,将沉积坯进行热等静压处理后,处理温度为1150℃之间,压力150MPa,保温时间4小时,对沉积坯进行表面加工处理,在压机上进行镦饼,机加工到涡轮盘的最终毛坯尺寸。
Claims (1)
1.一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法,其特征在于:该方法的步骤是:
⑴将表面清理干净的GH742y母合金装入喷射成形炉的真空感应熔炼坩埚中,抽真空并送电加热母合金,真空度小于1Pa;
⑵感应炉内母合金融清后,升温至1480℃~1520℃,使熔体的成分和温度达到均匀一致,向熔炼室和雾化室内充入压力为0.1MPa~0.2MPa的Ar气,直到0.55MPa~0.75MPa,Ar气纯度大于99.999wt%,然后把熔炼坩埚内的液态金属按照5~20Kg/min的速度浇入已经被加热的中间包内,中间包加热温度在1450℃~1500℃;
⑶熔融液体金属通过中间包底部的高纯氧化铝导流管流出,导流管直径采用1.0MPa~2.0MPa的高纯N2,N2纯度大于99.999wt%,经过雾化喷嘴把熔融液体金属雾化成熔滴,沉积器中心距雾化喷嘴中心的距离为400mm~600mm,熔滴飞行并在沉积器上形成柱状沉积坯,沉积器直径
⑷将沉积坯进行热等静压处理后,对沉积坯进行表面加工处理,在压机上进行镦饼,机加工到涡轮盘的最终毛坯尺寸。
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CN109692953A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-30 | 西安欧中材料科技有限公司 | 一种航空发动机用高温合金盘件制备方法 |
CN112375880A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-19 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 涡轮盘用高温合金时效处理方法 |
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