CN113528871B - 一种gh4098合金板材及其制备方法 - Google Patents

一种gh4098合金板材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种GH4098合金板材的制备方法，包括：将合金原料进行真空感应熔炼和真空自耗熔炼，得到钢锭；将所述钢锭进行锻造、轧制和热处理，得到GH4098合金板材。本发明采用一种新的GH4098(GH98)合金制备方法，使GH4098(GH98)合金板材性能合格，达到标准要求，提高产品质量，为企业创造更多的经济效益，为国防事业做出更大贡献。本发明还提供了一种GH4098合金板材。

Description

一种GH4098合金板材及其制备方法
技术领域
本发明属于合金板材技术领域，尤其涉及一种GH4098合金板材及其制备方法。
背景技术
由于航空工业的升级换代加快，需要性能更加优越的高温合金板材替代老旧合金牌号如GH3044、GH3128、GH536等。在GH4098(GH98)950℃以下使用时，具有较高的强度和塑性，主要作为工作条件在950℃以下的承力零件。但GH4098合金板材的性能仍需进一步的提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种GH4098合金板材及其制备方法，本发明提供的方法制备的GH4098合金板材具有较好的性能。
本发明提供了一种GH4098合金板材的制备方法，包括：
将合金原料依次真空感应熔炼和真空自耗熔炼，得到钢锭；
将所述钢锭进行锻造、轧制和热处理，得到GH4098合金板材；
所述合金原料的成分为：
0.02～0.04wt％的C；
17.5～19.5wt％的Cr；
6～6.5wt％的W；
4～5wt％的Mo；
2.5～3.0wt％的Al；
1.0～1.5wt％的Ti；
6～7wt％的Co；
0.65～0.85wt％的Nb；
0.03～0.05wt％的Mg；
≤0.35wt％的Si；
≤0.30wt％的Mn；
≤0.015wt％的S；
≤0.015wt％的P；
≤0.7wt％的Fe；
0.003～0.005wt％的B；
0.01～0.02wt％的Ce；
≤0.07wt％的Cu；
余量为Ni。
优选的，所述钢锭的直径为300～310mm；
所述锻造过程中采用电液锤开坯。
优选的，所述电液锤开坯的方法包括：
依次进行一次加热、打八角、回炉加热、倒棱、收边和锻打厚度。
优选的，所述一次加热的温度为1140～1160℃；
所述回炉加热的温度为1140～1160℃。
优选的，所述轧制的方法包括：
先进行热轧再进行冷轧。
优选的，所述热轧过程中关闭辊面冷却水，终轧温度≥900℃。
优选的，所述热轧过程中的荒轧加热温度为1140～1160℃，精轧加热温度为1100～1120℃；道次最大变形量≤25％。
优选的，所述冷轧过程中的变形量＞25％。
优选的，所述热处理的冷却方式为水冷。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的GH4098合金板材，所述合金板材的成分为：
≤0.10wt％的C；
17.5～19.5wt％的Cr；
5.5～7.0wt％的W；
3.5～5.0wt％的Mo；
2.5～3.0wt％的Al；
1.0～1.5wt％的Ti；
5.0～8.0wt％的Co；
≤1.5wt％的Nb；
≤0.01wt％的Mg；
≤0.35wt％的Si；
≤0.30wt％的Mn；
≤0.015wt％的S；
≤0.015wt％的P；
≤0.7wt％的Fe；
≤0.005wt％的B；
≤0.02wt％的Ce；
≤0.07wt％的Cu；
余量为Ni。
本发明采用真空感应熔炼+真空自耗重熔冶炼工艺路线，经锻造开坯，坯料热轧冷轧，经多次冷轧、固溶热处理、酸碱洗获得冷轧薄板成品，进而生产出合格的GH4098(GH98)难变形高温合金冷轧薄板产品。在本发明中，C的配入量不能过高，过高的C使合金C化物析出倾向增加，使锻造、轧制过程容易裂边。本发明采用一种新的GH4098(GH98)合金制备方法，使GH4098(GH98)合金板材性能合格，达到标准要求，提高产品质量，为企业创造更多的经济效益，为国防事业做出更大贡献。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种GH4098合金板材的制备方法，包括：
将合金原料进行真空感应熔炼和真空自耗熔炼，得到钢锭；
将所述钢锭进行锻造、轧制和热处理，得到GH4098合金板材；
所述合金原料的成分为：
0.02～0.04wt％的C；
17.5～19.5wt％的Cr；
6～6.5wt％的W；
4～5wt％的Mo；
2.5～3.0wt％的Al；
1.0～1.5wt％的Ti；
6～7wt％的Co；
0.65～0.85wt％的Nb；
0.03～0.05wt％的Mg；
≤0.35wt％的Si；
≤0.30wt％的Mn；
≤0.015wt％的S；
≤0.015wt％的P；
≤0.7wt％的Fe；
0.003～0.005wt％的B；
0.01～0.02wt％的Ce；
≤0.07wt％的Cu；
余量为Ni。
在本发明中，所述合金原料的成分即为合金原料进行配料后的成分，所述合金原料中C的质量含量优选为0.03％；Cr的质量含量优选为18～19％，更优选为18.5％；W的质量含量优选为6.1～6.4％，更优选为6.2～6.3％；Mo的质量含量优选为4.3～4.7％，更优选为4.5％；Al的质量含量优选为2.6～2.9％，更优选为2.7～2.8％；Ti的质量含量优选为1.1～1.4％，更优选为1.2～1.3％，最优选为1.25％；Co的质量含量优选为6.3～6.7％，更优选为6.5％；Nb的质量含量优选为0.7～0.8％，更优选为0.75％；Mg的质量含量优选为0.04％；Si的质量含量优选为0.1～0.3％，更优选为0.2％；Mn的质量含量优选为0.1～0.3％，更优选为0.2％；S的质量含量优选为0.001～0.008％，更优选为0.003～0.006％；P的质量含量优选为0.001～0.008％，更优选为0.003～0.006％；Fe的质量含量优选为0.1～0.6％，更优选为0.2～0.5％，最优选为0.3～0.4％；B的质量含量优选为0.004％；Cu的质量含量优选为0.01～0.06％，更优选为0.02～0.05％，最优选为0.03～0.04％。
在本发明中，GH4098合金中W、Mo、Co、Al、Ti的含量之和高达15wt％，属于典型的固溶加时效强化型的难变形高温合金，合金中含有大量的碳化物(M23C6、WC、Mo2C)和γ＇等强化相，因此降低了合金的热加工塑性。要提高合金的热加工塑性，可以通过适当降低合金的强度来实现，而影响合金强度的主要因素是合金的强化相。因此，通过降低合金中W、Mo、Co、Al、Ti等元素的含量，适当减少强化相而改善合金的热加工塑性。为此，本发明首先对合金的控制成分进行优化，并结合技术条件对室温拉伸强度有上限要求，把强化元素含量控制在中下限，并配入Be、Ce以强化晶界。
本发明对所述合金原料的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备GH4098合金所采用的合金原料即可，如可采用合金中所需成分的元素单质或含有此元素的合金。
在本发明中，合金原料配料过程中C配入量不能过高，配入0.03wt％较为合理，过高的C使合金C化物析出倾向增加，锻造、轧制过程容易裂边。
本发明采用真空感应+自耗冶炼工艺路线获得钢锭，经锻造，轧制，冷轧，固溶等工序生产冷轧薄板。
在本发明中，采用真空感应炉熔炼工艺熔炼电极，自耗重熔电极获得钢锭。
在本发明中，所述真空感应熔炼过程中的真空度优选小于1Pa；优选设备运转正常送电化料；所述真空感应熔炼过程中优选熔化时根据炉中情况随时调整功率，Al、Ti、J-Nb加入完后取样分析，按化学成分要求调整；所述真空感应熔炼过程中优选加J-Ce、电解Mn和Ni-Mg前需要调温并充氩。
在本发明中，所述真空感应熔炼完成后进行浇注，得到自耗电极棒。
在本发明中，所述浇注过程中的锭模优选用钢水烫过，清洁无锈。
在本发明中，所述浇注优选在真空下进行。
在本发明中，所述真空自耗熔炼过程中优选自耗电极棒采取磨光方式全扒皮处理，以表面无黑皮为准；如果表面还有较深、较宽裂纹，须打磨干净。
在本发明中，所述真空自耗过程中优选起弧结束进入正常冶炼；所述真空自耗熔炼过程中的熔速优选为2.2～3.2kg/min，更优选为2.5～3kg/min，最优选为2.6～2.8kg/min；熔滴设定值优选为2.5～5.5，更优选为3～5，更优选为3.5～4.5，最优选为4。
在本发明中，所述真空自耗熔炼过程中优选确保熔池基本到边的情况下，允许对熔炼控制参数进行修正。
在本发明中，所述锻造之前优选还包括：
将所述钢锭进行均匀化热处理。
在本发明中，所述均匀化热处理的方法优选包括：
在低于700℃升温至1170～1190℃保温。
在本发明中，所述升温时间优选≥3小时，优选升温至1175～1185℃，更优选为1180℃；保温时间优选为45～55小时，更优选为46～50小时，最优选为48小时。
在本发明中，所述锻造优选为开坯锻造，优选采用多次锻造。
在本发明中，所述钢锭的直径优选为300～310mm，更优选为303～307mm，最优选为305mm。
在本发明中，所述锻造过程中优选采用电液锤开坯；所述电液锤开坯的方法优选包括：
依次进行一次加热、打八角、回炉加热、倒棱、收边和锻打厚度。
在本发明中，所述一次加热过程的方法优选包括：
低于700℃升温至1140～1160℃后保温。
在本发明中，所述升温时间优选≥3小时，升温温度优选为1145～1155℃，最优选为1150℃；所述保温时间优选为4～5小时，更优选为4.5小时。
在本发明中，所述打八角即为平砧锻锤棒材为八边形。
在本发明中，所述回炉加热过即为锻造温度较低后需回炉加热。
在本发明中，所述回炉加热的温度优选为1140～1160℃，更优选为1145～1155℃，最优选为1150℃；所述回炉加热的时间优选为0.8～1.2小时，更优选为1小时。
在本发明中，所述倒棱即利用平砧把料棱角锻锤至平角。
在本发明中，所述收边即利用平砧把料捶打Y方向宽度变形。
在本发明中，所述锻打厚度即为锻锤的主变形方向沿Z方向进行变形。
在本发明中，所述锻造过程中终锻温度优选≥900℃，更优选＞950℃。
在本发明中，所述电液锤开坯过程中优选反复进行回炉加热至锻打厚度之间的工序。
在本发明中，所述轧制之前优选还包括：
将锻造后的板坯经表面清理后再进行轧制。
在本发明中，所述轧制的方法优选包括：
先进行热轧再进行冷轧。
在本发明中，所述热轧的方法优选包括：
先进行荒轧再进行精轧。
在本发明中，所述热轧过程中的荒轧加热温度优选为1140～1160℃，更优选为1145～1155℃，最优选为1150℃；精轧加热温度优选为1100～1120℃，更优选为1115～1120℃，最优选为1120℃；终扎温度优选≥900℃，更优选＞1000℃；道次最大变形量优选≤25％，更优选为22～25％，更优选为23～24％。轧制过程中保一次大变形，可确保晶粒度均匀。
在本发明中，通过按照上述技术方案控制热轧过程中的荒轧加热温度、精轧加热温度、道次最大变形量，能够使热轧过程中的终轧温度≥900℃，避免裂口。
在本发明中，所述热轧过程中板坯加热出炉后在≤900℃棱角极容易裂边，优选在热轧过程中关闭辊面冷却水，关小辊颈冷却水，采用大压下率才能避免裂口，并使荒轧加热温度为1140～1160℃，精轧加热温度为1100～1120℃；道次最大变形量≤25％，使终轧温度≥900℃。
在本发明中，所述热轧过程中的加热时间优选为1.5～2.5min/mm，更优选为1.8～2.2min/mm，最优选为2min/mm；即根据所需产品的厚度设置热轧时间，每毫米厚度的加热时间为1.5～2.5min。
在本发明中，所述冷轧过程中的半成品一个轧程变形量优选为30～35％，更优选为31～34％，最优选为32～33％；所述冷轧过程中的半成品指的是多次冷轧之间的坯料，如一次冷轧半成品、二次冷轧半成品，高温合金进行冷轧时一般根据轧程进行多次冷轧；所述冷轧过程中成品(最后一个轧程获得成品)的一个轧程变形量优选＞25％，更优选为27～28％，厚度减薄后，变形越加困难，但变形率需保持25％以上，避免小变形造成成品晶粒度混晶。
在本发明中，所述冷轧变形困难，需要采用合理的热处理制度，以保证每轧程变形量＞25％。
在本发明中，所述热处理优选在辊底炉中进行。
在本发明中，所述热处理过程中的半成品加热温度优选为1110～1160℃，更优选为1120～1150℃，最优选为1150℃；加热时间优选为1.5min/mm+3～5min，即根据所需产品的厚度设置加热时间，每毫米厚度的加热时间为1.5min，3～5分钟为透烧时间；所述热处理过程中的半成品即为冷轧过程中的半成品进行热处理，热处理再进行冷轧，直至将冷轧后得到的成品进行热处理，高温合金一般都需多次冷轧和多次热处理；1.5min/mm为晶粒充分长大，完成晶粒再结晶的时间；热处理过程中的冷却方式优选为水冷；水冷为确保冷轧变形率的关键热处理方式；本发明中充分的热处理+水冷方式能使材料软化，否则材料强度高，无法确保充分冷轧变形率。
在本发明中，所述热处理过程中成品(最后一次冷轧后，厚度已经到所需尺寸)的加热温度优选为1110～1170℃，更优选为1120～1160℃，更优选为1110～1130℃，最优选为1120℃；加热时间优选为1.5min/mm+3～5min；即根据所需产品的厚度设置加热时间，每毫米厚度的加热时间为1.5min，3～5分钟为透烧时间；热处理过程中的冷却方式优选为水冷，水冷为确保成品性能的关键热处理方式。
在本发明中，水冷方式能够使板材的中间坯或成品达到性能要求，采用较慢的冷却方式会使析出物析出。
在本发明中，GH4098为时效强化高温合金，冷轧变形困难，为达到降低GH4098强化的目的，半成品、成品需使用固溶后水冷方式，避免强化相大量析出，使冷轧能够完成；因标准要求强度小于1180MPa，所以热处理的加热温度为1110～1160℃，水冷方式，避免强度过高，超出标准范围。
在本发明中，所述热处理完成后优选还包括：
将热处理后的产品进行酸碱洗、平整和矫直，得到GH4098合金板材。
本发明对所述酸碱洗、平整和矫直没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的酸碱洗、平整和矫直的方法即可。
在本发明中，所述矫直后优选还包括：
将矫直后的产品进行剪切、取样、检验、探伤合格后包装入库。
在本发明中，制备得到GH4098合金板材后优选还包括：
将得到的合金板材进行淬火和时效。
在本发明中，所述淬火过程中的温度优选为1080～1100℃，更优选为1085～1095℃，最优选为1090℃；保温时间优选为15～25min，更优选为18～22min，最优选为20min；冷却方式优选为水冷。
在本发明中，所述时效过程中的温度优选为750～770℃，更优选为755～765℃，最优选为760℃；保温时间优选为8～12h，更优选为9～11h，最优选为10h；冷却方式优选为空冷。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的GH4098合金板材，所述合金板材的成分为：
≤0.10wt％的C；
17.5～19.5wt％的Cr；
5.5～7.0wt％的W；
3.5～5.0wt％的Mo；
2.5～3.0wt％的Al；
1.0～1.5wt％的Ti；
5.0～8.0wt％的Co；
≤1.5wt％的Nb；
≤0.01wt％的Mg；
≤0.35wt％的Si；
≤0.30wt％的Mn；
≤0.015wt％的S；
≤0.015wt％的P；
≤0.7wt％的Fe；
≤0.005wt％的B；
≤0.02wt％的Ce；
≤0.07wt％的Cu；
余量为Ni。
在本发明中，所述C的质量含量优选为0.01～0.08％，更优选为0.02～0.06％，最优选为0.03～0.05％；所述Cr的质量含量优选为18～19％，更优选为18.5％；所述W的质量含量优选为6～6.5％，更优选为6.2～6.3％；所述Mo的质量含量优选为3.8～4.8％，更优选为4～4.6％，最优选为4.5％；所述Al的质量含量优选为2.6～2.8％，更优选为2.7％；所述Ti的质量含量优选为1.2～1.3％，更优选为1.25％；所述Co的质量含量优选为5.5～7.5％，更优选为6～7％，最优选为6.5％；所述Nb的质量含量优选为0.5～1％，更优选为0.6～0.8％，最优选为0.75％；所述Mg的质量含量优选为0.001～0.008％，更优选为0.003～0.006％，最优选为0.004～0.005％；所述Si的质量含量优选为0.1～0.3％，更优选为0.2％；所述Mn的质量含量优选为0.1～0.3％，更优选为0.2％；所述S的质量含量优选为0.001～0.015％，更优选为0.003～0.012％，更优选为0.006～0.010％，最优选为0.008％；所述P的质量含量优选为0.001～0.015％，更优选为0.003～0.012％，更优选为0.006～0.010％，最优选为0.008％；所述Fe的质量含量优选为0.1～0.7％，更优选为0.2～0.6％，最优选为0.3～0.5％；所述B的质量含量优选为0.001～0.005％，更优选为0.002～0.004％，最优选为0.003％；所述Ce的质量含量优选为0.01～0.02％，更优选为0.015％；所述Cu的质量含量优选为0.01～0.07％，更优选为0.02～0.06％，最优选为0.03～0.05％。
在本发明中，所述GH4098合金板材的厚度优选为0.6～3mm，更优选为1～2.5mm，最优选为1.5～2mm。
本发明采用真空感应熔炼+真空自耗重熔冶炼工艺路线，经锻造开坯，坯料热轧冷轧，经多次冷轧、固溶热处理获得冷轧薄板成品，进而生产出合格的GH4098(GH98)难变形高温合金冷轧薄板产品。本发明是采用一种新的GH4098(GH98)合金制备方法，使GH4098(GH98)合金板材性能合格，达到标准要求，提高产品质量，为企业创造更多的经济效益，为国防事业做出更大贡献。
实施例1
按照下述方法制备得到厚度为1.0mm的GH4098合金板：
将合金原料依次真空感应熔炼和真空自耗熔炼，得到钢锭；
将所述钢锭进行锻造、轧制和热处理，得到GH4098合金板材；
所述合金原料配料后的成分为：
Figure BDA0003173107910000101
Figure BDA0003173107910000111
所述真空感应熔炼过程中真空感应炉真空度小于1Pa，设备运转正常方可送电化料；熔化时可根据炉中情况随时调整功率，Al、Ti、J-Nb加入完后取样分析，化学成分按最优要求调整，加J-Ce、电解Mn和Ni-Mg前需要适当调温并充氩；
真空感应熔炼完成后进行浇注：电极棒锭模须用钢水烫过，清洁无锈；
所述浇注在真空下进行，浇注时注意控制浇注速度及充填质量。
所述真空自耗熔炼过程中自耗电极棒采取磨光方式全扒皮处理，以表面无黑皮为准；如果表面还有较深、较宽裂纹，须打磨干净，起弧结束进入正常冶炼，熔速控制为2.2～3.2kg/min，熔滴设定值为2.5～5.5；在确保熔池基本到边的情况下，允许对熔炼控制参数进行修正。
所述锻造过程包括：依次进行一次加热、打八角、回炉加热、倒棱、收边和锻打厚度；所述一次加热为：采用小于700℃升温，升温时间≥3h，至1180±10℃，保温48h，出炉锻造；锻造过程中的加热温度为1140～1160℃，回炉以后的加热温度为1140～1160℃，加热时间1h左右，锻造过程中重复进行回炉加热、倒棱、收边和锻打厚度的工序直至锻造至需要的尺寸；
所述轧制为先进行热轧再进行冷轧；
所述热轧为先进行荒轧，再进行精轧；荒轧的加热温度为1140～1160℃，精轧加热温度为1100～1120℃，终扎温度＞1000℃；道次变形量为22～25％；加热时间为2min/mm；轧制过程中保一次大变形，可确保晶粒度均匀；热轧过程中从厚度为28mm坯料生产至厚度2.3mm半成品，共进行了6个火次(1次荒轧，5次精轧)。
所述冷轧过程中半成品的每个轧程变形量为30～35％，避免小变形造成成品晶粒度混晶；成品的轧程变形量为27～28％；冷轧过程中从厚度为2.3mm半成品生产至厚度为0.8mm冷轧薄板共轧制了4个轧程，分别为2.3mm-1.75mm-1.30mm-1.0mm-0.8mm。
所述热处理过程中半成品加热温度为1150～1160℃，加热时间为1.5min/mm+3～5min，冷却方式优选为水冷；热处理过程中成品的加热温度为1150～1170℃，加热时间为1.5min/mm+3～5min，冷却方式优选为水冷，使板材具有良好的软化效果和成品性能。
按照下述方法对本发明实施例1制备的产品进行成分和性能的检测，GB/T223《钢铁及合金化学分析方法》、GB/T 228《金属材料室温拉伸试验方法》、GB/T 232《金属材料弯曲试验方法》、GB/T 6394《金属平均晶粒度评定方法》和GB/T6395《金属高温拉伸持久试验方法》；检测结果为：
本发明实施例1制备的合金板材的成分为：
Figure BDA0003173107910000121
本发明实施例1制备得到的板材的性能检测结果为：
Figure BDA0003173107910000122
实施例2
按照下述方法制备得到厚度为2.0mm的GH4098合金板：
将合金原料依次真空感应熔炼和真空自耗熔炼，得到钢锭；
将所述钢锭进行锻造、轧制和热处理，得到GH4098合金板材；
所述合金原料配料后的成分为：
Figure BDA0003173107910000123
Figure BDA0003173107910000131
所述真空感应熔炼过程中真空感应炉真空度小于1Pa，设备运转正常方可送电化料；熔化时可根据炉中情况随时调整功率，Al、Ti、J-Nb加入完后取样分析，化学成分按最优要求调整，加J-Ce、电解Mn和Ni-Mg前需要适当调温并充氩；
真空感应熔炼完成后进行浇注：电极棒锭模须用钢水烫过，清洁无锈；
所述浇注在真空下进行，浇注时注意控制浇注速度及充填质量。
所述真空自耗熔炼过程中自耗电极棒采取磨光方式全扒皮处理，以表面无黑皮为准；如果表面还有较深、较宽裂纹，须打磨干净，起弧结束进入正常冶炼，熔速控制为2.2～3.2kg/min，熔滴设定值为2.5～5.5；在确保熔池基本到边的情况下，允许对熔炼控制参数进行修正。
所述锻造过程包括：依次进行一次加热、打八角、回炉加热、倒棱、收边和锻打厚度；所述一次加热为：采用小于700℃升温，升温时间≥3h，至1180±10℃，保温48h，出炉锻造；锻造过程中的加热温度为1140～1160℃，回炉以后的加热温度为1150～1160℃，加热时间1h左右，锻造过程中重复进行回炉加热、倒棱、收边和锻打厚度的工序直至锻造至需要的尺寸；
所述轧制为先进行热轧再进行冷轧；
所述热轧为先进行荒轧，再进行精轧；荒轧的加热温度为1140～1160℃，精轧加热温度为1100～1120℃，终扎温度＞1000℃；道次变形量为22～25％；加热时间为2min/mm；轧制过程中保一次大变形，可确保晶粒度均匀；热轧过程中从厚度为28mm坯料生产至厚度3.6mm半成品，共进行了4个火次(1次荒轧，3次精轧)。
所述冷轧过程中半成品的每个轧程变形量为30～35％，避免小变形造成成品晶粒度混晶；成品的轧程变形量为27～28％；冷轧过程中从厚度为3.6mm半成品生产至厚度为2.0mm冷轧薄板共轧制了2个轧程，分别为3.6mm-2.7mm-2.0mm。
所述热处理过程中半成品加热温度为1145～1160℃，加热时间为1.5min/mm+3～5min，冷却方式优选为水冷；热处理过程中成品的加热温度为1145～1170℃，加热时间为1.5min/mm+3～5min，冷却方式优选为水冷，使板材具有良好的软化效果和成品性能。
按照实施例1的方法，对本发明实施例2制备的合金板材进行成分检测，检测结果如下：
Figure BDA0003173107910000141
按照实施例1的方法，对本发明实施例2制备的合金板材进行性能检测，检测结果为：
Figure BDA0003173107910000142
本发明采用真空感应熔炼+真空自耗重熔冶炼工艺路线，经锻造开坯，坯料热轧冷轧，经多次冷轧、固溶热处理、酸碱洗获得冷轧薄板成品，进而生产出合格的GH4098(GH98)难变形高温合金冷轧薄板产品。本发明采用一种新的GH4098(GH98)合金制备方法，使GH4098(GH98)合金板材性能合格，达到标准要求，提高产品质量，为企业创造更多的经济效益，为国防事业做出更大贡献。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种GH4098合金板材的制备方法，包括：
将合金原料依次真空感应熔炼和真空自耗熔炼，得到钢锭；
将所述钢锭进行锻造、轧制和热处理，得到GH4098合金板材；
所述合金原料的成分为：
0.02～0.04wt％的C；
17.5～19.5wt％的Cr；
6～6.5wt％的W；
4～5wt％的Mo；
2.5～3.0wt％的Al；
1.0～1.5wt％的Ti；
6～7wt％的Co；
0.65～0.85wt％的Nb；
0.03～0.05wt％的Mg；
≤0.35wt％的Si；
≤0.30wt％的Mn；
≤0.015wt％的S；
≤0.015wt％的P；
≤0.7wt％的Fe；
0.003～0.005wt％的B；
0.01～0.02wt％的Ce；
≤0.07wt％的Cu；
余量为Ni；
所述钢锭的直径为300～310mm；
所述锻造过程中采用电液锤开坯；
所述电液锤开坯的方法包括：
依次进行一次加热、打八角、回炉加热、倒棱、收边和锻打厚度；
所述一次加热的温度为1140～1160℃；
所述回炉加热的温度为1140～1160℃；
所述轧制的方法包括：
先进行热轧再进行冷轧；
所述热轧过程中关闭辊面冷却水，终轧温度≥900℃；
所述热轧过程中的荒轧加热温度为1140～1160℃，精轧加热温度为1100～1120℃；道次最大变形量≤25％；
所述冷轧过程中的变形量＞25％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理的冷却方式为水冷。
3.一种权利要求1所述的方法制备得到的GH4098合金板材，所述合金板材的成分为：
≤0.10wt％的C；
17.5～19.5wt％的Cr；
5.5～7.0wt％的W；
3.5～5.0wt％的Mo；
2.5～3.0wt％的Al；
1.0～1.5wt％的Ti；
5.0～8.0wt％的Co；
≤1.5wt％的Nb；
≤0.01wt％的Mg；
≤0.35wt％的Si；
≤0.30wt％的Mn；
≤0.015wt％的S；
≤0.015wt％的P；
≤0.7wt％的Fe；
≤0.005wt％的B；
≤0.02wt％的Ce；
≤0.07wt％的Cu；
余量为Ni。
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WO2013089218A1 (ja) * 2011-12-15 2013-06-20 独立行政法人物質・材料研究機構 ニッケル基耐熱超合金
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