CN105331912B - 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1 GH4169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 (3)
1.一种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℃；
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：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℃；
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：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。
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，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％。
3.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，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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