CN115287427A - 一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种Fe‑Ni‑Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，合金铸锭在开坯锻造前经高温热处理，通过加热开坯锻造轴向镦拔2～4火，变形量在10％～40％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃，然后通过加热中间坯锻造轴向拔长2～4火，变形量在25％～45％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃，最后通过加热成品锻造轴向拔长2火，变形量在35％～50％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃，最终获得组织均匀且晶粒度极差在2级以内的GH907合金棒材。本方法通过对开坯火次数量、中间坯火次数量及温度、成品火次温度和变形量的调整，能够实现不同规格的GH907合金棒材组织均匀且晶粒度极差在2级以内。
Description
技术领域
本发明涉及高温合金热加工技术领域，具体涉及一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法。
背景技术
GH907合金是上世纪七十年中期发展起来的第二代低膨胀高温合金，仿制美国Incoloy907和CTX-3合金。GH907合金在650℃以下具有较高的强度、低的热膨胀系数、良好的冷热疲劳性能，以及几乎恒定不变的弹性模量，广泛用作发动机涡轮外环、封严环等构件，以精确控制涡轮叶片与外环的间隙，改善发动机性能，提高燃烧效率。近几年国内大量选用低膨胀GH907合金作为航空发动机机匣构件。
GH907合金主要由基体γ、γ′相、ε相以及多种晶界相构成，合金的晶粒度对锻件的组织与性能有重要影响。该合金组织对于热加工参数极为敏感，实际生产过程中存在组织不均匀导致超声波探伤不合格、应力分布不均引发零件变形等问题，一定程度上制约了航空发动机稳定性与可靠性提升。因此本发明一种GH907合金棒材制备方法，能够实现棒材的组织均匀且晶粒度极差在2级以内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，以解决背景技术中提到的问题，获得组织均匀且晶粒度极差在2级以内的GH907合金棒材。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，具体包括以下步骤；
步骤1、铸锭在开坯锻造前需经过高温均匀化热处理，铸锭开坯锻造火次一般为2～4火均为轴向镦拔变形，其中开坯第1火次加热温度为1080～1100℃，镦粗和拔长的变形量在10％～30％，每道次的变形量不大于15％，锻造完成后坯料表面温度大于1000℃；
步骤2、第2～4火次加热温度在1040～1080℃，轴向镦拔变形，镦粗和拔长的变形量相比第一火次增加，为20％～40％，每道次的变形量不小于20％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃；
步骤3、中间坯锻造火次一般为2～4火均为轴向拔长变形，加热温度在1000～1040℃，每火次拔长的变形量在25％～45％，每道次的变形量不小于30％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃；
步骤4、成品锻造火次一般为2火，均为轴向拔长大变形，每火次加热温度在1000～1040℃，每火次拔长的变形量在35％～50％，每道次的变形量不小于35％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
优选地，所述步骤1中加热温度在1080～1100℃，保温3～5小时，每道次的变形量不大于15％，锻造完成后坯料表面温度大于1000℃。
优选地，所述步骤2中加热温度在1040～1080℃，保温2～3小时。
优选地，所述步骤3中加热温度在1000～1040℃，保温1～2小时。
优选地，所述步骤4中加热温度在1000～1040℃，保温1～2小时。
优选地，所述步骤1～4中锻造变形完成后热料回炉加热进行下一火锻造，控制每锤压下量和变形速率。
本发明的技术效果和优点：(1)通过对开坯火次和中间坯火次的数量进行调整，能够实现不同规格的棒材锻造。
(2)通过对中间坯和成品火次温度及变形量进行调整，能够控制合金棒材的晶粒度均在4级以上。
(3)通过对成品火次温度和变形量的匹配，能够实现合金棒材的组织均匀且晶粒度极差在2级以内。
附图说明
图1为Φ250mm规格GH907合金棒材在边缘处组织及晶粒度极差图；
图2为Φ250mm规格GH907合金棒材在R/2处组织及晶粒度极差图；
图3为Φ250mm规格GH907合金棒材在中心处组织及晶粒度极差图；
图4为Φ170mm规格GH907合金棒材在边缘处组织及晶粒度极差图；
图5为Φ170mm规格GH907合金棒材在R/2处组织及晶粒度极差图；
图6为Φ170mm规格GH907合金棒材在中心处组织及晶粒度极差图；
图7为Φ150mm规格GH907合金棒材在边缘处组织及晶粒度极差图；
图8为Φ150mm规格GH907合金棒材在R/2处组织及晶粒度极差图；
图9为Φ150mm规格GH907合金棒材在中心处组织及晶粒度极差图。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1，开坯锻造：
铸锭在开坯锻造前需经过高温均匀化热处理，开坯锻造4火均为轴向镦拔变形，加热温度在1040～1100℃，镦粗和拔长的变形量在10％～40％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃；
步骤2，中间坯锻造：
中间坯锻造3火均为轴向拔长变形，加热温度在1000～1040℃，每火次拔长的变形量在25％～45％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃；
步骤3，成品锻造：
成品锻造2火均为轴向拔长大变形，每火次加热温度在1000～1040℃，每火次拔长的变形量在35％～50％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
实施例1，GH907合金Φ250mm规格棒材制备方法，包括如下步骤：
步骤1，铸锭在开坯锻造前需经过高温均匀化热处理，开坯锻造2火均为轴向镦拔变形，其中开坯第1火次加热温度为1090℃，保温3小时，镦粗和拔长的变形量为25％和25％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。第2火次加热温度为1090℃，保温2小时，镦粗和拔长的变形量为35％和35％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。
步骤2，中间坯锻造2火均为轴向拔长变形，加热温度均为1040℃，保温均为2小时，拔长的变形量均为35％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
步骤3，成品锻造2火均为轴向拔长大变形，每火次加热温度均为1020℃，保温均为1小时，拔长的变形量均为45％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
GH907合金Φ250mm规格棒材制备完成后，其三个位置组织及晶粒度极差如图1-图3所示。
实施例2，GH907合金Φ170mm规格棒材制备方法，包括如下步骤：
步骤1，铸锭在开坯锻造前需经过高温均匀化热处理，开坯锻造3火均为轴向镦拔变形，其中开坯第1火次加热温度为1090℃，保温3小时，镦粗和拔长的变形量为15％和25％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。第2火次加热温度为1090℃，保温2小时，镦粗和拔长的变形量为25％和35％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。第3火次加热温度为1080℃，保温2小时，镦粗和拔长的变形量为30％和30％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。
步骤2，中间坯锻造2火均为轴向拔长变形，加热温度均为1040℃，保温均为2小时，拔长的变形量均为30％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
步骤3，成品锻造2火均为轴向拔长大变形，每火次加热温度均为1000℃，保温均为1小时，拔长的变形量均为40％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
GH907合金Φ170mm规格棒材制备完成后，其三个位置组织及晶粒度极差如图4-图6所示。
实施例3，GH907合金Φ150mm规格棒材制备方法，包括如下步骤：
步骤1，铸锭在开坯锻造前需经过高温均匀化热处理，开坯锻造3火均为轴向镦拔变形，其中开坯第1火次加热温度为1090℃，保温3小时，镦粗和拔长的变形量为15％和25％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。第2火次加热温度为1090℃，保温2小时，镦粗和拔长的变形量为25％和35％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。第3火次加热温度为1080℃，保温2小时，镦粗和拔长的变形量为30％和30％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃。
步骤2，中间坯锻造2火均为轴向拔长变形，加热温度均为1040℃，保温均为2小时，拔长的变形量均为35％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
步骤3，成品锻造2火均为轴向拔长大变形，每火次加热温度均为1000℃，保温均为1小时，拔长的变形量均为50％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
GH907合金Φ150mm规格棒材制备完成后，其三个位置组织及晶粒度极差如图7-图9所示。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤；
步骤1、铸锭在开坯锻造前需经过高温均匀化热处理，铸锭开坯锻造火次一般为2～4火均为轴向镦拔变形，其中开坯第1火次加热温度为1080～1100℃，镦粗和拔长的变形量在10％～30％，每道次的变形量不大于15％，锻造完成后坯料表面温度大于1000℃；
步骤2、第2～4火次加热温度在1040～1080℃，轴向镦拔变形，镦粗和拔长的变形量相比第一火次增加，为20％～40％，每道次的变形量不小于20％，锻造完成后坯料表面温度大于900℃；
步骤3、中间坯锻造火次一般为2～4火均为轴向拔长变形，加热温度在1000～1040℃，每火次拔长的变形量在25％～45％，每道次的变形量不小于30％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃；
步骤4、成品锻造火次一般为2火，均为轴向拔长大变形，每火次加热温度在1000～1040℃，每火次拔长的变形量在35％～50％，每道次的变形量不小于35％，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。
2.根据权利要求1所述的一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，其特征在于：所述步骤1中加热温度在1080～1100℃，保温3～5小时，每道次的变形量不大于15％，锻造完成后坯料表面温度大于1000℃。
3.根据权利要求1所述的一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，其特征在于：所述步骤2中加热温度在1040～1080℃，保温2～3小时。
4.根据权利要求1所述的一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，其特征在于：所述步骤3中加热温度在1000～1040℃，保温1～2小时。
5.根据权利要求1所述的一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，其特征在于：所述步骤4中加热温度在1000～1040℃，保温1～2小时。
6.根据权利要求1所述的一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法，其特征在于：所述步骤1～4中锻造变形完成后热料回炉加热进行下一火锻造，控制每锤压下量和变形速率。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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