CN111118423A - 一种gh4282镍基高温合金棒材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GH4282镍基高温合金棒材及其制备方法，解决了现有GH4282合金棒材晶粒粗大且均匀性差的技术问题，该制备方法包括以下步骤：S1、将GH4282镍基高温合金铸锭进行加热；S2、将铸锭沿轴向进行一次火镦粗，回火得到坯料，坯料垂直于轴向进行一次火拔长，回火；S3、将坯料沿轴向进行二次火镦粗，回火，然后垂直于轴向进行二次火拔长，回火；S4、将坯料沿轴向进行三次火镦粗，回火，然后垂直于轴向进行三次火拔长，得到棒坯；S5、将步骤S4中的棒坯回火，然后进行一火径锻成形得到GH4282镍基高温合金棒材，本发明还公开了一种通过以上方法制备得到的GH4282镍基高温合金棒材。本发明具有可以有效改善GH4282镍基高温合金棒材组织均匀性，从而提升其性能的优点。

Description

一种GH4282镍基高温合金棒材及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，更具体地说，它涉及一种GH4282镍基高温合金棒材及其制备方法。

背景技术

在过去的几十年中，固溶强化型高温合金因具有良好的高温长期稳定性、表面稳定性及良好的机械加工性能和焊接性能，被广泛用于高温、热应力大但机械应力较小的工作条件。在这类合金中，镍基高温合金在航空发动机和燃气轮机得到了广泛应用。为了满足航空和能源工业发展日益增长的需求，仍需依靠化学成分调整来提高合金性能，一种新型沉淀硬化型镍基高温合金GH4282应运而生。

GH4282合金通过添加Al和Ti形成Ni3(Al,Ti)型γ′强化相；加入Cr和Mo进行固溶强化，同时与C结合形成不同类型的碳化物，进而阻止晶界滑移以获得良好的抗蠕变性能和韧性；加入Cr主要起抗氧化和热腐蚀作用，并具有一定的固溶强化作用；添加少量B起晶界强化作用。因此，该合金具有良好的蠕变强度、热稳定性和优越的可加工性、焊接性能，已成功应用于航空发动机的排气、喷嘴组件以及燃气轮机的压缩机、燃烧室和涡轮等高温燃气通过的部分。并因其优异的综合性能已成为700℃先进超超临界机组(A-USC)重要的候选材料之一，受到了广泛的关注。

GH4282合金产品形式多样，可加工成棒材、板材、带材以及各种形式的锻件等。作为一种新型合金，目前国内采用传统工艺生产的GH4282合金棒材普遍存在晶粒粗大且均匀性差的问题，制约了产品质量进一步提升，从而限制了GH4282合金产品的推广与应用。因此，开发出具有均匀细晶组织的GH4282合金棒材及其制备技术对新型镍基高温合金在新型航空发动机和燃气轮机的推广应用具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其具有可以有效改善GH4282镍基高温合金棒材组织均匀性，从而提升其性能的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种GH4282镍基高温合金棒材，其具有晶粒组织均匀，性能优良的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，包括以下步骤：

S1、将已经均匀化处理的GH4282镍基高温合金铸锭进行加热；

S2、将步骤S1中加热后的铸锭沿轴向进行一次火镦粗，首先以10％～15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20％～35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，然后进行回火得到坯料，坯料垂直于轴向进行一次火拔长，拔长变形量为40％～60％，回火；

S3、将步骤S2中回火后的坯料沿轴向进行二次火镦粗，首先以10％～15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20％～35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，回火，然后垂直于轴向进行二次火拔长，拔长变形量为40％～60％，回火；

S4、将步骤S3中回火后的坯料沿轴向进行三次火镦粗，首先以10％～15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20％～35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，回火，然后垂直于轴向进行三次火拔长，拔长变形量为40％～60％，得到棒坯；

S5、将步骤S4中的棒坯回火，然后进行一火径锻成形，径锻变形量为20％～45％，锻打频次为150次/min～240次/min，得到GH4282镍基高温合金棒材。

通过采用上述技术方案，本发明中首先将均匀化处理的GH4282镍基高温合金铸锭进行加热，加热后可以提高合金的热塑性，降低变形抗力，使得铸锭更加易于变形，方便后续的操作，然后采用了三火次镦粗、三火次垂直轴向拔长以及一火径锻成形相结合的方式，而且是镦粗和拔长交替反复进行，使得镦粗时困难变性区在拔长时受到变形，使得整个坯料各处变形都较为均匀。本发明中首先以较低的变形量10％～15％进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s再以20～35％的变形量进行第二次变形，可以避免镦粗过程中温升效应引起的晶粒粗大。再结合镦粗、拔长以及径锻过程中变形量和锻打频次的工艺控制，最终得到了具有细晶组织的棒材，晶粒度达到了ASTM5级或以上，晶粒组织均匀，轴向和径向不同部分晶粒度级差小于2级。

本发明进一步设置为：步骤S1的具体操作为：将均匀化处理后的GH4282镍基高温合金铸锭在500-700℃下装炉，以60℃/h～80℃/h的加热速率升温至1140℃～1180℃，保温2～5h，出炉进行步骤S2的操作。

通过采用上述技术方案，将铸锭在500-700℃装炉并且以60℃/h～80℃/h的加热速率升温至1140℃～1180℃，然后保温的操作既降低了铸锭的变形抗力，更加利于后期变形，而且使得铸锭受热温度更加均匀，使得铸锭后期变形均匀，进一步减弱变形不均匀的现象，使得铸锭外表面和中心部位的晶粒度差相差更小。

本发明进一步设置为：步骤S1中GH4282镍基高温合金铸锭进行复合包套后再进行装炉。

通过采用上述技术方案，复合包套的操作可以减弱后期镦粗过程中出现变形不均匀的现象。

本发明进一步设置为：步骤S2、S3、S4和S5中镦粗、拔长和径锻操作时的终锻温度均≥1000℃。

通过采用上述技术方案，可保证坯料在变形过程中发生完全再结晶，有利于获得均匀细晶组织的棒材。

本发明进一步设置为：步骤S2、S3和S4中回火的具体操作为：将镦粗或拔长后的所述坯料重新加热至1140℃～1180℃，保温45min～90min。

通过采用上述技术方案，合金镦粗操作后再进行回火或拔长后再进行回火的操作是为了给坯料施加多个方向的应力，使得坯料各个部位均发生变形，热变形后坯料组织更加均匀。

本发明进一步设置为：步骤S5中回火的具体操作为：将步骤S4中的棒坯加热至1100℃～1140℃，保温2～4h。

通过采用上述技术方案，在此条件下对棒坯进行处理，可以保证径锻后最终棒材的均匀细晶组织。

本发明进一步设置为：步骤S5中，步骤S4中棒坯回火前先进行复合包套，然后再进行回火操作。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种GH4282镍基高温合金棒材，通过上述制备方法制备得到的GH4282镍基高温合金棒材。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的制备方法采用了三火次镦粗、三火次垂直轴向拔长以及一火径锻成形相结合的方式，而且是镦粗和拔长交替反复进行，使得镦粗时困难变性区在拔长时受到变形，使得整个坯料各处变形都较为均匀，再结合镦粗、拔长以及径锻过程中变形量和锻打频次的工艺控制，最终得到了具有均匀细晶组织的棒材；

2、本发明制得的GH4282合金棒材晶粒度达到ASTM5级或以上，晶粒组织均匀，轴向和径向不同部位晶粒度级差小于2级，显著提高了棒材的组织性能均匀性，从而更好地满足多领域日益提高的应用需求；

3、本发明中首先以较低的变形量10％～15％进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s再以20～35％的变形量进行第二次变形，可以避免镦粗过程中温升效应引起的晶粒粗大。

附图说明

图1是实施例1的GH4282合金棒材1/2半径处金相显微组织图。

图2是实施例1的GH4282合金棒材边缘部位金相显微组织图。

图3是实施例2的GH4282合金棒材1/2半径处金相显微组织图。

图4是实施例2的GH4282合金棒材边缘部位金相显微组织图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的一种GH4282镍基高温合金棒材，棒材规格为Φ80mm～Φ300mm，晶粒度达到ASTM5级或以上，晶粒组织均匀，轴向和径向不同部位晶粒度级差小于2级。

GH4282镍基高温合金棒材的化学组成成分比为C：0.02～0.10％，B：0.003～0.008％，Al：1.3～1.7％，Ti：1.9～2.3％，Cr：19.0～21.0％，Mo：8.0～9.0％，Co：9.0～11.0％，其余为Ni及不可避免的杂质。

本发明提供的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，具体按照以下步骤实施：S1、将已经均匀化处理的GH4282镍基高温合金铸锭进行复合包套，然后在500-700℃下装炉，以60℃/h～80℃/h的加热速率升温至1140℃～1180℃，保温2～5h，出炉，其中，复合包套即是将铸锭用金属带包裹好，且在铸锭与金属带间隔以硅酸铝保温材料，然后将一起加热，复合包套是现有技术，本发明中不再详细阐述，本发明中以不锈钢带+硅酸铝保温材料为例阐述；S2、将步骤S1中热处理后的铸锭在快速锻造液压机上沿轴向进行一次火镦粗，具体参数为：首先以10％～15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20％～35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度≥1000℃；

然后将铸坯进行回火，具体操作为：将第二次变形后的铸坯趁热回炉重新加热至1140℃～1180℃，保温45min～90min，出炉，得到坯料；

将坯料垂直于轴向进行一次火拔长，拔长变形量为40％～60％，终锻温度≥1000℃；

将一次火拔长后的坯料再次回火，具体操作为：将坯料趁热回炉重新加热至1140℃～1180℃，保温45min～90min，出炉；

S3、将步骤S2中回火后的坯料沿轴向进行二次火镦粗，具体参数为：首先以10％～15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20％～35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度≥1000℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1140℃～1180℃，保温45min～90min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行二次火拔长，拔长变形量为40％～60％，终锻温度≥1000℃；

将二次火拔长后的坯料再次回火，具体操作为：将坯料趁热回炉重新加热至1140℃～1180℃，保温45min～90min，出炉；

S4、将步骤S3中回火后的坯料沿轴向进行三次火镦粗，具体参数为：首先以10％～15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20％～35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度≥1000℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1140℃～1180℃，保温45min～90min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行三次火拔长，拔长变形量为40％～60％，终锻温度≥1000℃，得到棒坯；S5、步骤S4中的棒坯回火，具体操作为：将三次火拔长后的棒坯进行复合包套，此处复合包套操作与步骤S1中相同，然后趁热回炉重新加热至1100℃～1140℃，保温2～4h，出炉；

将回火后的棒坯在精锻机上进行一火径锻成形，径锻变形量为20％～45％，锻打频次为150次/min～240次/min，终锻温度≥1000℃，得到GH4282镍基高温合金棒材。

通过上述制备方法可以制得规格为Φ80mm～Φ300mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例1

制备Φ210mm的GH4282高温合金棒材，包括以下步骤：

S1、将已经均匀化处理的Φ305mm的GH4282镍基高温合金铸锭进行复合包套，然后铸锭在650℃温度下装炉，以70℃/h的加热速率升温至1160℃，保温3.5h，出炉；

S2、将步骤S1中热处理后的铸锭沿轴向进行一次火镦粗，具体操作为：首先以12％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留4s后再以28％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1020℃；

然后将铸坯趁热回炉重新加热至1160℃，保温70min，出炉，得到坯料；

将坯料垂直于轴向进行一次火拔长，拔长变形量为50％，终锻温度为1020℃；

将一次火拔长后的坯料再次趁热回炉重新加热至1160℃，保温70min，出炉；

S3、将步骤S2中回火后的坯料沿轴向进行二次火镦粗，具体参数为：首先以12％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留4s后再以28％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1020℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1160℃，保温70min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行二次火拔长，拔长变形量为50％，终锻温度为1020℃；

将二次火拔长后的坯料再次回火，具体操作为：将坯料趁热回炉重新加热至1160℃，保温70min，出炉；

S4、将步骤S3中回火后的坯料沿轴向进行三次火镦粗，具体参数为：首先以12％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留4s后再以28％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1020℃；将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1160℃，保温70min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行三次火拔长，拔长变形量为50％，终锻温度为1020℃，得到棒坯；

S5、步骤S4中的棒坯回火，具体操作为：将三次火拔长后的棒坯进行复合包套，然后趁热回炉重新加热至1120℃，保温2.5h，出炉；

将回火后的棒坯进行一火径锻成形，径锻变形量为40％，锻打频次为180次/min，终锻温度为1020℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例2

制备Φ200mm的GH4282高温合金棒材，包括以下步骤：

S1、将已经均匀化处理的Φ305mm的GH4282镍基高温合金铸锭进行复合包套，然后铸锭在650℃温度下装炉，以65℃/h的加热速率升温至1165℃，保温4h，出炉；

S2、将步骤S1中热处理后的铸锭沿轴向进行一次火镦粗，具体操作为：首先以10％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3s后再以30％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1000℃；

然后将铸坯趁热回炉重新加热至1165℃，保温75min，出炉，得到坯料；

将坯料垂直于轴向进行一次火拔长，拔长变形量为60％，终锻温度为1000℃；

将一次火拔长后的坯料再次趁热回炉重新加热至1165℃，保温75min，出炉；

S3、将步骤S2中回火后的坯料沿轴向进行二次火镦粗，具体参数为：首先以10％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3s后再以30％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1000℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1165℃，保温75min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行二次火拔长，拔长变形量为60％，终锻温度为1000℃；

将二次火拔长后的坯料再次回火，具体操作为：将坯料趁热回炉重新加热至1165℃，保温75min，出炉；

S4、将步骤S3中回火后的坯料沿轴向进行三次火镦粗，具体参数为：首先以10％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3s后再以30％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1000℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1165℃，保温75min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行三次火拔长，拔长变形量为60％，终锻温度为1000℃，得到棒坯；

S5、步骤S4中的棒坯回火，具体操作为：将三次火拔长后的棒坯进行复合包套，然后趁热回炉重新加热至1130℃，保温3h，出炉；

将回火后的棒坯进行一火径锻成形，径锻变形量为45％，锻打频次为220次/min，终锻温度为1000℃，得到Φ200mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例3

制备Φ245mm的GH4282高温合金棒材，包括以下步骤：

S1、将已经均匀化处理的Φ305mm的GH4282镍基高温合金铸锭进行复合包套，然后铸锭在500℃温度下装炉，以60℃/h的加热速率升温至1140℃，保温2h，出炉；

S2、将步骤S1中热处理后的铸锭沿轴向进行一次火镦粗，具体操作为：首先以10％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3s后再以20％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1000℃；

然后将铸坯趁热回炉重新加热至1140℃，保温45min，出炉，得到坯料；

将坯料垂直于轴向进行一次火拔长，拔长变形量为40％，终锻温度为1000℃；

将一次火拔长后的坯料再次趁热回炉重新加热至1140℃，保温45min，出炉；

S3、将步骤S2中回火后的坯料沿轴向进行二次火镦粗，具体参数为：首先以10％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3s后再以20％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1000℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1140℃，保温45min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行二次火拔长，拔长变形量为40％，终锻温度为1000℃；

将二次火拔长后的坯料再次回火，具体操作为：将坯料趁热回炉重新加热至1140℃，保温45min，出炉；

S4、将步骤S3中回火后的坯料沿轴向进行三次火镦粗，具体参数为：首先以10％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3s后再以20％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1000℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1140℃，保温45min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行三次火拔长，拔长变形量为40％，终锻温度为1000℃，得到棒坯；

S5、步骤S4中的棒坯回火，具体操作为：将三次火拔长后的棒坯进行复合包套，然后趁热回炉重新加热至1100℃，保温2h，出炉；

将回火后的棒坯进行一火径锻成形，径锻变形量为20％，锻打频次为150次/min，终锻温度为1000℃，得到Φ245mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例4

制备Φ220mm的GH4282高温合金棒材，包括以下步骤：

S1、将已经均匀化处理的Φ305mm的GH4282镍基高温合金铸锭进行复合包套，然后铸锭在700℃温度下装炉，以80℃/h的加热速率升温至1180℃，保温5h，出炉；

S2、将步骤S1中热处理后的铸锭沿轴向进行一次火镦粗，具体操作为：首先以15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留5s后再以35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1030℃；

然后将铸坯趁热回炉重新加热至1180℃，保温90min，出炉，得到坯料；

将坯料垂直于轴向进行一次火拔长，拔长变形量为60％，终锻温度为1030℃；

将一次火拔长后的坯料再次趁热回炉重新加热至1180℃，保温90min，出炉；

S3、将步骤S2中回火后的坯料沿轴向进行二次火镦粗，具体参数为：首先以15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留5s后再以35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1030℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1180℃，保温90min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行二次火拔长，拔长变形量为60％，终锻温度为1030℃；

将二次火拔长后的坯料再次回火，具体操作为：将坯料趁热回炉重新加热至1180℃，保温90min，出炉；

S4、将步骤S3中回火后的坯料沿轴向进行三次火镦粗，具体参数为：首先以15％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留5s后再以35％的变形量进行匀速持续的第二次变形，终锻温度为1030℃；

将坯料进行回火，具体操作为：将第二次变形后的坯料趁热回炉重新加热至1180℃，保温90min，出炉，

将坯料垂直于轴向进行三次火拔长，拔长变形量为60％，终锻温度为1000℃，得到棒坯；

S5、步骤S4中的棒坯回火，具体操作为：将三次火拔长后的棒坯进行复合包套，然后趁热回炉重新加热至1140℃，保温4h，出炉；

将回火后的棒坯进行一火径锻成形，径锻变形量为45％，锻打频次为240次/min，终锻温度为1000℃，得到Φ2200mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例5

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、步骤S3和步骤S4中拔长变形量均为40％，得到Φ220mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例6

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、步骤S3和步骤S4中拔长变形量均为60％，得到Φ200mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例7

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、S3、S4中，回火具体时镦粗或拔长后的所述坯料重新加热至1140℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例8

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、S3、S4中，回火的具体操作为：将镦粗或拔长后的所述坯料重新加热至1180℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例9

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、S3、S4中，回火具体操作时将镦粗或拔长后的所述坯料重新加热后保温时间为45min，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例10

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、S3、S4中，回火具体操作时将镦粗或拔长后的所述坯料重新加热后保温时间为90min，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例11

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S5中回火的具体操作为：将步骤S5中得到的棒坯进行复合包套，然后重新加热至1100℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例12

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S5中回火的具体操作为：将步骤S5中得到的棒坯进行复合包套，然后重新加热至1140℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例13

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S5中回火的具体操作为：将步骤S5中得到的棒坯进行复合包套，然后重新加热后保温2h，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例14

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S5中回火的具体操作为：将步骤S5中得到的棒坯进行复合包套，然后重新加热后保温4h，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例15

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S1中加热速率为60℃/h，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例16

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S1中加热速率为80℃/h，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例17

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S1中以70℃/h的加热速率升温至1140℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例18

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S1中以70℃/h的加热速率升温至1180℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例19

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S1中保温时间为2h，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

实施例20

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S1中保温时间为5h，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

对比例对比例1

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、步骤S3和步骤S4中拔长变形量均为30％，得到Φ230mm的GH4282镍基高温合金棒材。

对比例2

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、步骤S3和步骤S4中拔长变形量均为70％，得到Φ195mm的GH4282镍基高温合金棒材。

对比例3

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、步骤S3和步骤S4以及步骤5中的终锻温度为950℃。

对比例4

按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤S5中径锻变形量为15％。

对比例5

按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤S5中径锻变形量为50％。

对比例6

按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤S5中径锻锻打频次为120次/min。

对比例7

按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤S5中径锻锻打频次为250次/min。

对比例8

按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤S2、S3和S4中镦粗的具体操作为：将铸锭或坯料首先以25％的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3s后再以15％的变形量进行匀速持续的第二次变形然后停留4s进行第二次变形。

对比例9(注释：此实施例的设置一方面是支撑权1中的范围，另一方面也可以体现出采用两次不同变形量对结果的影响)

按照实施例1中方法进行，不同之处在于：步骤S2、S3和S4镦粗操作中，直接将步骤S1中热处理后的铸锭在快速锻造液压机上沿轴向镦粗，具体参数为：直接以36％的变形量进行匀速持续的变形，终锻温度为1020℃，得到Φ210mm的GH4282镍基高温合金棒材。

性能检测

首先将GH4282镍基高温合金铸锭采用上述实施例1-23以及对比例1-8中方法分别进行生产，得到上述实施例或对比例中规格的GH4282合金棒材，对合金棒材进行标准热处理后在室温下根据GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行拉伸试验检测，性能检测结果分别如下表1和表2所示。

以下检测中R_m是抗拉强度，R_p0.2规定非比例延伸率为0.2％时的延伸强度，对于本申请来说可以认为是屈服极限，A为断后伸长率。

表1实施例室温拉伸测试结果

续表1实施例室温拉伸测试结果

表2对比例室温拉伸测试结果

由上表1可以看出，采用本发明提供的制备方法可以得到力学性能优良的GH4282镍基高温合金棒材，为了体现合金棒材的组织均匀性，对实施例1-2中的棒材进行金相组织的观察，结果如图1-4。通过图1-4以及表1中的测试结果可以得到，采用本发明提供的制备方法得到的GH4282镍基高温合金棒材组织均匀，满足需求。

从实施例1、5、6以及对比例1和2中检测数据可以看出，通过拔长变形量控制得到不同规格的棒材，而且拔长变形量在40-60％之间的时候，棒材的力学性能优异，随着拔长变形量增大，抗拉强度增大，但是断后伸长率和屈服强度均先增大后降低。通过实施例1和对比例8中数据可以看到，镦粗操作过程中若直接采用一次变形操作，棒材的力学性能，尤其是断后伸长率远低于本发明中采用两次变形操作后棒材性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将已经均匀化处理的GH4282镍基高温合金铸锭进行加热；

S2、将步骤S1中加热后的铸锭沿轴向进行一次火镦粗，首先以10%~15%的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20%~35%的变形量进行匀速持续的第二次变形，然后进行回火得到坯料，坯料垂直于轴向进行一次火拔长，拔长变形量为40%~60%，回火；

S3、将步骤S2中回火后的坯料沿轴向进行二次火镦粗，首先以10%~15%的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20%~35%的变形量进行匀速持续的第二次变形，回火，然后垂直于轴向进行二次火拔长，拔长变形量为40%~60%，回火；

S4、将步骤S3中回火后的坯料沿轴向进行三次火镦粗，首先以10%~15%的变形量进行匀速持续的第一次变形，然后停留3-5s后再以20%~35%的变形量进行匀速持续的第二次变形，回火，然后垂直于轴向进行三次火拔长，拔长变形量为40%~60%，得到棒坯；

S5、将步骤S4中的棒坯回火，然后进行一火径锻成形，径锻变形量为20%~45%，锻打频次为150次/min~240次/min，得到GH4282镍基高温合金棒材。

2.根据权利要求1所述的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤S1的具体操作为：将均匀化处理后的GH4282镍基高温合金铸锭在500-700℃下装炉，以60℃/h~80℃/h的加热速率升温至1140℃~1180℃，保温2~5h，出炉进行步骤S2的操作。

3.根据权利要求2所述的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤S1中GH4282镍基高温合金铸锭进行复合包套后再进行装炉。

4.根据权利要求1所述的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤S2、S3、S4和S5中镦粗、拔长和径锻操作时的终锻温度均≥1000℃。

5.根据权利要求1所述的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤S2、S3和S4中回火的具体操作为：将镦粗或拔长后的所述坯料重新加热至1140℃~1180℃，保温45min~90min。

6.根据权利要求1所述的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤S5中回火的具体操作为：将步骤S4中的棒坯加热至1100℃~1140℃，保温2~4h。

7.根据权利要求6所述的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤S5中，步骤S4中棒坯回火前先进行复合包套，然后再进行回火操作。

8.一种GH4282镍基高温合金棒材，其特征在于，通过权利要求1-7任意一项所述的一种GH4282镍基高温合金棒材的制备方法制备得到。

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