CN105331912A - 一种gh4169高温合金棒材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GH4169高温合金棒材,规格为Φ200~300mm,探伤水平不低于Φ1.2-9dB,晶粒度为6~8级。本发明还公开了上述GH4169高温合金棒材的制备方法,包括:将已经均匀化热处理的GH4169铸锭进行一火次开坯锻造,对铸锭进行两镦一拔工艺;然后对制得的坯料进行第2~3火次换向镦拔锻造;然后进行第4~5火次拔长锻造;然后进行第6~7火次倒棱和摔圆锻造,制得。本发明有效的提高了棒材的组织均匀性,使Φ200~300mm规格棒材的探伤水平达到Φ1.2-9dB以上,棒材经过热处理后,低倍组织均匀,晶粒度达到6~8级,同时经过标准热处理后的大规格棒材性能均能满足相应的标准要求。
Description
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域,涉及一种GH4169高温合金棒材,本发明还涉及上述GH4169高温合金棒材的制备方法。
背景技术
GH4169高温合金是以体心立方的γ'和面心立方的γ''为强化相的沉淀强化型镍基高温合金,在-253~700℃温度范围内具有优异的综合力学性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能。该合金用来制造各种形状复杂的零部件,在宇航、石油和核能工业领域中获得了极为广泛的应用。
在航空领域中,GH4169高温合金主要用于制造航空发动机中650℃以下工作的各种盘件、环件和叶片等部件。为了保证高温部件的可靠性,对冶金厂生产的GH4169高温合金棒材的冶金质量和组织均匀性提出了更高的要求。但现有制备方法仍存在制得的GH4169棒材组织均匀性不够一致,导致其无法应用到需更高要求的领域中。
发明内容
本发明的目的是提供一种GH4169高温合金棒材,解决了现有GH4169高温合金棒材组织均匀性不够一致的问题。
本发明的另一目的是提供上述GH4169高温合金棒材的制备方法,有效的提高了棒材的组织均匀性,从而能满足相应的标准要求。
本发明所采用的技术方案是,一种GH4169高温合金棒材,规格为Φ200~300mm,探伤水平不低于Φ1.2-9dB,晶粒度为6~8级。
本发明的另一技术方案是,上述GH4169高温合金棒材的制备方法,具体包括以下步骤:
步骤1:将已经过均匀化热处理的GH4169铸锭进行一火次开坯锻造,在4500T快锻机上对铸锭进行两镦一拔工艺,锻造完成后坯料表面温度不低于900℃,制得坯料;
步骤2:然后对步骤1制得的坯料进行第2~3火次锻造,在4500T快锻机上对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造,锻造完成后坯料表面温度不低于850℃;
步骤3:然后对坯料进行第4~5火次锻造,在4500T或1600T快锻机上进行拔长,锻造完成后坯料表面温度不低于850℃;
步骤4:然后对坯料进行第6~7火次锻造,在1600T快锻机上进行倒棱和摔圆,锻造完成后坯料表面温度不低于900℃,制得GH4169高温合金棒材。
本发明另一技术方案的特点还在于,
步骤1中,开坯锻造的具体工艺参数为:加热温度1080~1150℃,镦粗和拔长的变形量为40%~80%,每道次变形量不小于25%。
步骤2中,对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造的具体工艺参数为:加热温度为1050~1100℃,镦粗和拔长的变形量为30%~60%,每道次的变形量不小于25%。
步骤3中,拔长的具体工艺参数为:加热温度为1030~1060℃,拔长变形量控制为25%~40%,每道次的变形量不小于25%。
步骤4中,倒棱和摔圆的具体工艺参数为:加热温度为1000~1050℃,每火次的变形量为25%~55%,第1道次的变形量不小于15%。
本发明的有益效果是:
1)一种GH4169高温合金棒材,低倍组织均匀,晶粒度达到6~8级,有效的提高了棒材的组织均匀性,从而能满足相应的标准要求;
2)一种GH4169高温合金棒材的制备方法,通过对锻造火次的合理配置、变形方式和变形速率的优化、锻造时的压下量和送进量的合理设置,有效的提高了棒材的组织均匀性,使Φ200~300mm规格棒材的探伤水平达到Φ1.2-9dB以上,棒材经过热处理后,低倍组织均匀,晶粒度达到6~8级,同时经过标准热处理后的大规格棒材性能均能满足相应的标准要求。
附图说明:
图1是本发明实施例1制得的GH4169高温合金棒材的低倍组织图;
图2是本发明实施例1制得的GH4169高温合金棒材边缘部位的高倍组织图;
图3是本发明实施例1制得的GH4169高温合金棒材1/2半径部位的高倍组织图;
图4是本发明实施例1制得的GH4169高温合金棒材心部的高倍组织图;
图5是本发明实施例2制得的GH4169高温合金棒材的低倍组织图;
图6是本发明实施例2制得的GH4169高温合金棒材边缘部位的高倍组织图;
图7是本发明实施例2制得的GH4169高温合金棒材1/2半径部位的高倍组织图;
图8是本发明实施例2制得的GH4169高温合金棒材心部的高倍组织图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种GH4169高温合金棒材,规格为Φ200~300mm,探伤水平不低于Φ1.2-9dB,棒材低倍组织均匀,晶粒度为6~8级,同时标准热处理后的大规格棒材性能均能满足相应的标准要求。
本发明一种GH4169高温合金棒材的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1:将已经过均匀化热处理的GH4169铸锭进行一火次开坯锻造,在4500T快锻机上对铸锭进行两镦一拔工艺,加热温度1080~1150℃,镦粗和拔长的变形量为40%~80%,每道次变形量不小于25%,锻造完成后坯料表面温度不低于900℃,制得坯料;
步骤2:然后对步骤1制得的坯料进行第2~3火次锻造,在4500T快锻机上对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造,加热温度为1050~1100℃,镦粗和拔长的变形量为30%~60%,每道次的变形量不小于25%,锻造完成后坯料表面温度不低于850℃;
步骤3:然后对坯料进行第4~5火次锻造,在4500T或1600T快锻机上进行拔长,加热温度为1030~1060℃,拔长变形量控制为25%~40%,每道次的变形量不小于25%,锻造完成后坯料表面温度不低于850℃;
步骤4:然后对坯料进行第6~7火次锻造,在1600T快锻机上进行倒棱和摔圆,锻造完成后坯料表面温度不低于900℃,加热温度为1000~1050℃,每火次的变形量为25%~55%,第1道次的变形量不小于15%,制得GH4169高温合金棒材。
实施例1
制备Φ200mm的GH4169高温合金棒材:
步骤1:开坯铸锭规格为Ф508mm,将已经过均匀化热处理的GH4169铸锭进行一火次开坯锻造,在4500T快锻机上对铸锭进行两镦一拔工艺,加热温度1080℃,镦粗和拔长的变形量为40%,每道次变形量25%,锻造完成后坯料表面温度900℃,制得坯料;
步骤2:然后对步骤1制得的坯料进行第2~3火次锻造,在4500T快锻机上对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造,加热温度为1050℃,镦粗和拔长的变形量为30%,每道次的变形量不小于25%,锻造完成后坯料表面温度850℃;
步骤3:然后对坯料进行第4~5火次锻造,在4500T快锻机上进行拔长,加热温度为1030℃,拔长变形量控制为25%,每道次的变形量25%,锻造完成后坯料表面温度850℃;
步骤4:然后对坯料进行第6~7火次锻造,在1600T快锻机上进行倒棱和摔圆,锻造完成后坯料表面温度900℃,加热温度为1000℃,每火次的变形量为25%,第1道次的变形量15%,制得GH4169高温合金棒材。
实施例2
制备Φ250mm的GH4169高温合金棒材:
步骤1:将已经过均匀化热处理的GH4169铸锭进行一火次开坯锻造,在4500T快锻机上对铸锭进行两镦一拔工艺,加热温度1110℃,镦粗和拔长的变形量为60%,每道次变形量30%,锻造完成后坯料表面温度950℃,制得坯料;
步骤2:然后对步骤1制得的坯料进行第2~3火次锻造,在4500T快锻机上对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造,加热温度为1070℃,镦粗和拔长的变形量为45%,每道次的变形量30%,锻造完成后坯料表面温度900℃;
步骤3:然后对坯料进行第4~5火次锻造,在4500T快锻机上进行拔长,加热温度为1045℃,拔长变形量控制为35%,每道次的变形量30%,锻造完成后坯料表面温度900℃;
步骤4:然后对坯料进行第6~7火次锻造,在1600T快锻机上进行倒棱和摔圆,锻造完成后坯料表面温度950℃,加热温度为1030℃,每火次的变形量为40%,第1道次的变形量20%,制得GH4169高温合金棒材。
实施例3
制备Φ300mm的GH4169高温合金棒材:
步骤1:将已经过均匀化热处理的GH4169铸锭进行一火次开坯锻造,在4500T快锻机上对铸锭进行两镦一拔工艺,加热温度1150℃,镦粗和拔长的变形量为80%,每道次变形量35%,锻造完成后坯料表面温度1000℃,制得坯料;
步骤2:然后对步骤1制得的坯料进行第2~3火次锻造,在4500T快锻机上对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造,加热温度为1100℃,镦粗和拔长的变形量为60%,每道次的变形量35%,锻造完成后坯料表面温度950℃;
步骤3:然后对坯料进行第4~5火次锻造,在1600T快锻机上进行拔长,加热温度为1060℃,拔长变形量控制为40%,每道次的变形量35%,锻造完成后坯料表面温度950℃;
步骤4:然后对坯料进行第6~7火次锻造,在1600T快锻机上进行倒棱和摔圆,锻造完成后坯料表面温度100℃,加热温度为1050℃,每火次的变形量为55%,第1道次的变形量25%,制得GH4169高温合金棒材。
对GH4169高温合金铸锭,采用本发明的方法进行了多批次生产,生产出规格为Φ200mm和Φ250mm的GH4169高温合金棒材,其力学性能数据见表1。
表1GH4169高温合金棒材力学性能
由表1和图1~8中的测试结果可知,采用本发明的锻造工艺技术生产的GH4169高温合金大规格棒材的组织均匀,性能测试结果完全满足标准要求。
Claims (6)
1.一种GH4169高温合金棒材,其特征在于,规格为Φ200~300mm,探伤水平不低于Φ1.2-9dB,晶粒度为6~8级。
2.根据权利要求1所述的一种GH4169高温合金棒材的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1:将已经过均匀化热处理的GH4169铸锭进行一火次开坯锻造,在4500T快锻机上对铸锭进行两镦一拔工艺,锻造完成后坯料表面温度不低于900℃,制得坯料;
步骤2:然后对步骤1制得的坯料进行第2~3火次锻造,在4500T快锻机上对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造,锻造完成后坯料表面温度不低于850℃;
步骤3:然后对坯料进行第4~5火次锻造,在4500T或1600T快锻机上进行拔长,锻造完成后坯料表面温度不低于850℃;
步骤4:然后对坯料进行第6~7火次锻造,在1600T快锻机上进行倒棱和摔圆,锻造完成后坯料表面温度不低于900℃,制得GH4169高温合金棒材。
3.根据权利要求2所述的一种GH4169高温合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,开坯锻造的具体工艺参数为:加热温度1080~1150℃,镦粗和拔长的变形量为40%~80%,每道次变形量不小于25%。
4.根据权利要求2所述的一种GH4169高温合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,对坯料径向和轴向进行交替镦粗和拔长锻造的具体工艺参数为:加热温度为1050~1100℃,镦粗和拔长的变形量为30%~60%,每道次的变形量不小于25%。
5.根据权利要求2所述的一种GH4169高温合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,拔长的具体工艺参数为:加热温度为1030~1060℃,拔长变形量控制为25%~40%,每道次的变形量不小于25%。
6.根据权利要求2所述的一种GH4169高温合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤4中,倒棱和摔圆的具体工艺参数为:加热温度为1000~1050℃,每火次的变形量为25%~55%,第1道次的变形量不小于15%。
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