CN116732372A - 一种gh4151镍基高温合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GH4151镍基高温合金的制备方法，涉及高温合金领域，技术方案包括以下步骤：步骤S1，熔炼；步骤S2，开坯，锻压开坯；步骤S3，热变形阶段，预热阶段；第一等温锻造阶段；第二等温锻造阶段；整形阶段：保温，平整坯料表面；步骤S4，固溶处理：第一固溶阶段；第二固溶阶段；第三固溶阶段；第四固溶阶段；第五固溶阶段；步骤S5，时效处理，第一时效阶段；第二时效阶段，本发明优点在于提高合金力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及高温合金领域，尤其涉及一种GH4151镍基高温合金的制备方法。
背景技术
随着我国工业技术的进步，我国航空航天技术也得到了长足的发展，伴随着航空器的性能的越来高，航空器的工作环境也越来越严苛，航空器和动力部件长期处于高温高压的工作环境下，零件一般的服役温度都在600~700℃，相应地需求耐热性以及高温理化性能更加优异的合金。
目前高温合金一般采用提高合金化程度的方式强化高温合金，对于如GH3030等镍基高温合金，其主要强化相在γ单相区，合金中γ相的回溶温度随形成元素含量的增加而升高，且高温合金的熔点随总合金元素含量的增加而降低，意味着镍基高温合金的热加工窗口随着合金化地深化而变小，增加了热加工难度，目前一般采用单次高温固溶，但是一次性高温固溶导致γ`相大量溶解导致对于晶界的钉扎作用减弱，使晶粒快速长大，使晶界强度出现明显，并且导致晶体粗化，影响合金强化效果。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种GH4151镍基高温合金的制备方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，熔炼：
按照设计合金组分配比准备原材料，原材料入炉采用保护气环境感应熔炼，得到粗坯；
步骤S2，开坯：
将坯料加热到960~1140℃保温，之后锻压开坯；
步骤S3，热变形阶段：
预热阶段：坯料和模具加热到930~970℃；
第一等温锻造阶段：坯料加热到1230~1245℃保温，等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1）；
其中T1为第一等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F1为第一等温锻造阶段中的锻锤压力，V1为第一等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H1为第一等温锻造阶段后完成后坯料高度，H0为坯料原始高度；
第二等温锻造阶段：坯料加热到1280~1310℃保温，等温变形参数α2=（T2-1200）×β×10/F2×V2，H2=H1×（1-α2）；
其中T2为第二等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F2为第二等温锻造阶段中的锻锤压力，V2为第二等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H2为第二等温锻造阶段后完成后坯料高度；
整形阶段：坯料加热到1040~1070℃保温，平整坯料表面；
步骤S4，固溶处理：
第一固溶阶段：坯料固溶温度范围1085~1100℃；
第二固溶阶段：坯料固溶温度范围1105~1110℃；
第三固溶阶段：坯料固溶温度范围1130~1140℃；
第四固溶阶段：坯料固溶温度范围1150~1155℃；
第五固溶阶段：坯料固溶温度范围1160~1170℃；
步骤S5，时效处理：
第一时效阶段：坯料时效温度范围825~865℃；
第二时效阶段：坯料时效温度范围750~790℃。
进一步的，在步骤S1中，合金包括按质量百分计数的元素：C0.01~0.10%，Cr7.7~11.3%，Co13.8~17.2%，Mo3.0~5.0%，W1.5~4.0%，Al5.5%~7.0%，W3.0~5.5%，Ti4.1~6.6%，Nb1.8~4.4%，B0.01~0.04%、Zr0.05~0.15%，余量为Ni。
进一步的，在步骤S2中，加热速度控制在270~320℃/h。
进一步的，在步骤S3的预热阶段中，升温速率180~260℃/h，保温时间范围10~20h。
进一步的，在步骤S3的第一锻造阶段中，升温速率255~310℃/h，保温时间范围7~16h，锻锤下速度控制在40~70mm/h。
进一步的，在步骤S3的第二锻造阶段中，升温速率300~345℃/h，保温时间范围25~32h，锻锤下速度控制在100~115mm/h。
进一步的，在步骤S4中，第一固溶阶段和第二固溶阶段的升温速率控制在10~60℃/h，保温时间为2~3.5h。
进一步的，在步骤S4中，第三固溶阶段、第四固溶阶段、第五固溶阶段的升温速率控制在50~80℃/h，第三固溶阶段和第四固溶阶段保温时间为3~5h，第五固溶阶段保温时间为2~4h，并且第五固溶阶段保温时间短于第四固溶阶段保温时间。
进一步的，在步骤S5的第一时效阶段中，升温速率控制在10~20℃/h，保温时间为3.5~5.5h。
进一步的，在步骤S5的第二时效阶段中，升温速率控制在10~25℃/h，保温时间为12~18h。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.在热变形阶段，保证第一等温锻造阶段为高温变形初期，合金中主要的沉淀相为γ相和γ`相的双相组织，变形中引发合金组织中的位错大量增殖，继而会产生许多高密度高自由度的位于相关缠结并且发生重排，并且伴随着变形量的增加，动态再结晶发生，随着再结晶比例的提高，大多数动态再结晶发生在晶界处，随着外界变变形力的作用下，坯料中衍生粗晶也被粉碎，完成晶粒细化；在第二等温锻造阶段，随着温度的提高和变形量的提高，合金组织中另外沉淀γ`相被激活，诱导γ`相发生动态再结晶，进一步新的再结晶阶段，再结晶的形核和外力驱使晶界迁移，降低了晶体组织中的位错密度和变形抗力，实现坯料的超塑性变形。
2.在变形过程中，测定炉内检测温度，并且根据热损耗系数折算热量的损失，保证给与足够的热量以便坯料受热增加坯料的塑性，严格控制温度窗口，并且避免过烧灯等缺陷，再结合锻锤压力和锻锤下压速率，对于坯料的受热状态以及塑性变形承受能力，综合计算出坯料的等温变形参数，保证在每个火次的变形中具有足够的变形能力，支持超塑性变形进行。
3.由于单次高温固溶会一次性导致γ`相大量溶解导致对于晶界的钉扎作用减弱，使晶粒快速长大，使晶界强度出现明显，并且导致晶体粗化，影响固溶强化结果，所以在第一阶固溶温度窗口中，分布在晶体内部的小尺寸的γ`相大量溶解进入到γ相中，γ`二相析出和γ相的回溶是伴随发生的，开始析出少量γ`二相，另一部分γ`相依然残留在晶粒中，大尺寸γ`相由于未达到溶解所需的能量，其大量未发生回溶；之后在第二阶固溶温度窗口中，由于能量的积累，晶界上大尺寸γ`相逐步回溶减少，进入到γ相中，逐步析出弥散且细小的球状γ`二相，完成初步的晶粒细化过程；在第三阶固溶温度窗口中，随着加工窗口温度升高，γ`二相析出增加，并且γ`二相转变块状晶，位错增加，提高内部抗变形阻力，进一步推进细晶强化；在第四阶固溶温度窗口中，由γ`二相析出的尺寸和γ`相回溶的程度负相关，γ`相回溶程度高析出γ`二相析出的尺寸越小，所以降温到大尺寸γ`相的温度窗口中，促进剩余大尺寸γ`相回溶，加速溶质原子在基体中快速扩散参与到γ`二相析出中；在第五阶固溶温度窗口中，由于晶界处存在分布不均匀碳化物和硼化物，在最后的固溶窗口中，由于热量的积累，回驱使碳化物和硼化物回溶，完成最后的细化晶粒组织。
4.在第一时效窗口中，减少合金在固定冷却之后积累的内应力，在保温过程中γ`二相的边角逐渐钝化，γ`相和γ`二相主要呈现球形，具有稳定的形态；在第二时效窗口中，由于γ`二相析出过程会发生少量联结，形成纺锤状形态，纺锤状形态的γ`二相逐渐钝化，形成较为稳定的短棒状结构，最后形成γ`二相为主的晶体组织，保障了合金力学性能的稳定。
5.提高Al、Ti的含量，由于其为形成成γ`和γ晶体组织的核心元素，含量提高有助于提高γ`和γ晶体组织的含量；由于Nb的扩散系数低，导致其扩散速度慢，导致延长超塑性变形的加热时间，可能会导致合金发生过烧等加工过缺陷，其次Nb是主要的偏析元素，Nb和C结合能力强，容易再结合其他金属元素形成MC碳化物，MC碳化物质地软并且稳定性差，从而影响合金的力学性能和组织稳定性，所以降低Nb的含量。
附图说明
图1是GH4151镍基高温合金的制备方法的步骤示意图。
图2是固溶处理后的金相检测图。
图3是时效处理后的金相检测图。
具体实施方式
实施例1：
一种GH4151镍基高温合金，包括按质量百分计数的元素：C0.01~0.10%，Cr7.7~11.3%，Co13.8~17.2%，Mo3.0~5.0%，W1.5~4.0%，Al5.5%~7.0%，W3.0~5.5%，Ti4.1~6.6%，Nb1.8~4.4%，B0.01~0.04%、Zr0.05~0.15%，余量为Ni。
其制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，熔炼：
按照设计合金组分配比准备原材料，原材料入炉采用氮气环境感应熔炼，得到粗坯。
步骤S2，开坯：
将坯料加热到980℃保温5h，加热速度为270℃/h，并且采用电阻炉加热提高坯料受热均匀性，之后锻压开坯。本实施例中，坯料高度为1500mm。
步骤S3，热变形阶段：
预热阶段：坯料和模具加热到940℃，升温速率200℃/h，保温时间为10h。加热方式为电阻炉加热。
第一等温锻造阶段：坯料加热到1230℃保温，升温速率260℃/h，保温时间范围9h，锻锤下速度控制在40mm /h，锻锤压力20t。
等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1），等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1）。
其中T1为第一等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F1为第一等温锻造阶段中的锻锤压力，V1为第一等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H1为第一等温锻造阶段后完成后坯料高度，H0为坯料原始高度。
经过计算α1=（1230-1200）×0.8×10/20×40=0.3，H1=1500×（1-0.3）=1050mm。即当坯料锻造到1050mm的时候完成第一次锻造。
第二等温锻造阶段：坯料加热到1280℃保温，升温速率300℃/h，保温时间范围25h，锻锤下速度控制在100mm/h，锻锤压力15t，坯料锻造后高度为390mm。
等温变形参数α2=（T2-1200）×β×10/F2×V2，H2=H1×（1-α2）。
其中T2为第二等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F2为第二等温锻造阶段中的锻锤压力，V2为第二等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H2为第二等温锻造阶段后完成后坯料高度。
经过计算α2=（1280-1200）×0.8×10/20×40≈0.43，H1=1050×（1-0.43）=598.5mm。
整形阶段：坯料加热到1040℃保温，升温速率200℃/h，保温时间范围25h，平整坯料表面，完成之后空冷到室温。
步骤S4，固溶处理：
固溶环境为氮气环境，避免出现过度的合金氧化。
第一固溶阶段：坯料固溶温度范围1085℃，升温速率控制在15℃/h，保温时间为2h。
第二固溶阶段：坯料固溶温度范围1105℃，升温速率控制在20℃/h，保温时间为2.5h。
第三固溶阶段：坯料固溶温度范围1130℃，升温速率控制在50℃/h，保温时间为4h。。
第四固溶阶段：坯料固溶温度范围1150℃，升温速率控制在50℃/h，保温时间为5h。
第五固溶阶段：坯料固溶温度范围1160℃，升温速率控制在50℃/h，保温时间为3h。
最后坯料水冷或油冷到室温，冷却结束之后留样进行金相检测。
步骤S5，时效处理：
第一时效阶段：坯料时效温度范围830℃，升温速率控制在10℃/h，保温时间为4h。
第二时效阶段：坯料时效温度范围750℃，升温速率控制在15℃/h，保温时间为12h。
最后坯料水冷或油冷到室温，冷却结束之后留样进行金相检测。
步骤S6，合金进行综合力学检测。
实施例2：
与实施例1不同点在于：
GH4151镍基高温合金的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，熔炼：
按照设计合金组分配比准备原材料，原材料入炉采用氮气环境感应熔炼，得到粗坯。
步骤S2，开坯：
将坯料加热到1050℃保温5h，加热速度为300℃/h，并且采用电阻炉加热提高坯料受热均匀性，之后锻压开坯。本实施例中，坯料高度为1500mm。
步骤S3，热变形阶段：
预热阶段：坯料和模具加热到950℃，升温速率250℃/h，保温时间为13h。加热方式为电阻炉加热。
第一等温锻造阶段：坯料加热到1240℃保温，升温速率280℃/h，保温时间范围11h，锻锤下速度控制在60mm/h，锻锤压力15t。
等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1），等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1）。
其中T1为第一等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F1为第一等温锻造阶段中的锻锤压力，V1为第一等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H1为第一等温锻造阶段后完成后坯料高度，H0为坯料原始高度。
经过计算α1=（1240-1200）×0.8×10/60×15≈0.35，H1=1500×（1-0.35）=975mm。即当坯料锻造到975mm的时候完成第一次锻造。
第二等温锻造阶段：坯料加热到1295℃保温，升温速率300℃/h，保温时间范围25h，锻锤下速度控制在100mm/h，锻锤压力15t。
等温变形参数α2=（T2-1200）×β×10/F2×V2，H2=H1×（1-α2）。
其中T2为第二等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F2为第二等温锻造阶段中的锻锤压力，V2为第二等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H2为第二等温锻造阶段后完成后坯料高度。
经过计算α2=（1295-1200）×0.8×10/100×15≈0.51，H1=975×（1-0.51）=477.75mm。
整形阶段：坯料加热到1055℃保温，升温速率230℃/h，保温时间范围20h，平整坯料表面，完成之后空冷到室温。
步骤S4，固溶处理：
固溶环境为氮气环境，避免出现过度的合金氧化。
第一固溶阶段：坯料固溶温度范围1090℃，升温速率控制在25℃/h，保温时间为3h。
第二固溶阶段：坯料固溶温度范围1107℃，升温速率控制在40℃/h，保温时间为3h。
第三固溶阶段：坯料固溶温度范围1135℃，升温速率控制在70℃/h，保温时间为4h。。
第四固溶阶段：坯料固溶温度范围1150℃，升温速率控制在60℃/h，保温时间为3.5h。
第五固溶阶段：坯料固溶温度范围1164℃，升温速率控制在60℃/h，保温时间为2h。
最后坯料水冷或油冷到室温，冷却结束之后留样进行金相检测。
步骤S5，时效处理：
第一时效阶段：坯料时效温度范围840℃，升温速率控制在15℃/h，保温时间为4h。
第二时效阶段：坯料时效温度范围770℃，升温速率控制在20℃/h，保温时间为15h。
最后坯料水冷或油冷到室温，冷却结束之后留样进行金相检测。
实施例3：
与实施例1不同点在于：
GH4151镍基高温合金的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，熔炼：
按照设计合金组分配比准备原材料，原材料入炉采用氮气环境感应熔炼，得到粗坯。
步骤S2，开坯：
将坯料加热到1130℃保温5h，加热速度为200℃/h，并且采用电阻炉加热提高坯料受热均匀性，之后锻压开坯。本实施例中，坯料高度为1500mm。
步骤S3，热变形阶段：
预热阶段：坯料和模具加热到965℃，升温速率200℃/h，保温时间为12h。加热方式为电阻炉加热。
第一等温锻造阶段：坯料加热到1245℃保温，升温速率300℃/h，保温时间范围11h，锻锤下速度控制在65mm/h，锻锤压力15t。
等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1），等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1）。
其中T1为第一等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F1为第一等温锻造阶段中的锻锤压力，V1为第一等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H1为第一等温锻造阶段后完成后坯料高度，H0为坯料原始高度。
经过计算α1=（1245-1200）×0.8×10/65×15≈0.27，H1=1500×（1-0.27）=1095mm。即当坯料锻造到1095mm的时候完成第一次锻造。
第二等温锻造阶段：坯料加热到1300℃保温，升温速率340℃/h，保温时间范围30h，锻锤下速度控制在100mm/h，锻锤压力15t。
等温变形参数α2=（T2-1200）×β×10/F2×V2，H2=H1×（1-α2）。
其中T2为第二等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F2为第二等温锻造阶段中的锻锤压力，V2为第二等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H2为第二等温锻造阶段后完成后坯料高度。
经过计算α2=（1300-1200）×0.8×10/100×15≈0.53，H2=1095×（1-0.53）=514.65mm。
整形阶段：坯料加热到1070℃保温，升温速率250℃/h，保温时间范围24h，平整坯料表面，完成之后空冷到室温。
步骤S4，固溶处理：
固溶环境为氮气环境，避免出现过度的合金氧化。
第一固溶阶段：坯料固溶温度范围1100℃，升温速率控制在50℃/h，保温时间为3.5h。
第二固溶阶段：坯料固溶温度范围1110℃，升温速率控制在60℃/h，保温时间为5h。
第三固溶阶段：坯料固溶温度范围1140℃，升温速率控制在80℃/h，保温时间为5h。。
第四固溶阶段：坯料固溶温度范围1150℃，升温速率控制在70℃/h，保温时间为4h。
第五固溶阶段：坯料固溶温度范围1170℃，升温速率控制在60℃/h，保温时间为3h。
最后坯料水冷或油冷到室温，冷却结束之后留样进行金相检测。
步骤S5，时效处理：
第一时效阶段：坯料时效温度范围860℃，升温速率控制在20℃/h，保温时间为5h。
第二时效阶段：坯料时效温度范围780℃，升温速率控制在25℃/h，保温时间为18h。
最后坯料水冷或油冷到室温，冷却结束之后留样进行金相检测。
合金综合力学检测：
试样准备：为了避免偶然误差，从实施例1~3中随机选取两个试样，即实施例1：试样1、试样2；实施例2：试样3、试样4；实施例3：试样4、试样5。
检测结果见表1。
表1
检测结果分析：
屈服强度：试样1~6的平均屈服强度1274.5 MPa，试样1~6的屈服强度的中位值为1286MPa，与指标性能相比，提高近12.7%。
抗拉强度：试样1~6的平均抗拉强度1715.5MPa，试样1~6的抗拉强度的中位值为1701 MPa，与指标性能相比，提高近10%。
断后伸长率：试样1~6的平均断后伸长率16.96%，与指标性能相比，提高近60%，断后伸长率从侧面反应合金的塑性得到提升。
断面收缩率：试样1~6的平均断后伸长率11.66%，与指标性能相比，提高近60%，断面收缩率主要从宏观反应材料的韧性。
固溶金相检测：
金相显微镜：徕卡DVM6A金相显微镜。
试样处理：首先进行机械剖光，之后硫酸铜腐蚀液，硫酸铜腐蚀液具体配比为20mlHCl+20mlH2O+4gGuSO4，最后电解腐蚀，工作电压5V，电解时间5~10s。
试样准备：为了避免偶然误差，从实施例1~3中随机选取两个试样，即实施例1：试样a、试样b；实施例2：试样c、试样d；实施例3：试样e、试样f。
检测放大尺寸：50μm。
金相见图2。
检测结果分析：
试样a：晶粒度8级，无明显粗晶组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样b：晶粒度8级，无明显粗晶组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样c：晶粒度8级，无明显粗晶组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样d：晶粒度8级，无明显粗晶组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样e：晶粒度9级，无明显粗晶组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样f：晶粒度9级，无明显粗晶组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
检测结果
时效金相检测：
金相显微镜：徕卡DVM6A金相显微镜。
试样处理：首先进行机械剖光，之后硫酸铜腐蚀液，硫酸铜腐蚀液具体配比为20mlHCl+20mlH2O+4gGuSO4，最后电解腐蚀，工作电压5V，电解时间5~10s。
试样准备：为了避免偶然误差，从实施例1~3中随机选取两个试样，即实施例1：试样1、试样2；实施例2：试样3、试样4；实施例3：试样4、试样5。
检测放大尺寸：100μm。
金相图见图3。
检测结果：
试样a：晶粒度8级，无明显粗晶组织，未见大片纺锤状晶体组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样b：晶粒度8级，无明显粗晶组织，未见大片纺锤状晶体组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样c：晶粒度8级，无明显粗晶组织，未见大片纺锤状晶体组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样d：晶粒度8级，无明显粗晶组织，未见大片纺锤状晶体组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样e：晶粒度9级，无明显粗晶组织，未见大片纺锤状晶体组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
试样f：晶粒度9级，无明显粗晶组织，未见大片纺锤状晶体组织，无中心疏松和断裂等缺陷。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，熔炼：
按照设计合金组分配比准备原材料，原材料入炉采用保护气环境感应熔炼，得到粗坯；
步骤S2，开坯：
将坯料加热到960~1140℃保温，之后锻压开坯；
步骤S3，热变形阶段：
预热阶段：坯料和模具加热到930~970℃；
第一等温锻造阶段：坯料加热到1230~1245℃保温，等温变形参数α1=（T1-1200）×β×10/F1×V1，H1=H0×（1-α1）；
其中T1为第一等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F1为第一等温锻造阶段中的锻锤压力，V1为第一等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H1为第一等温锻造阶段后完成后坯料高度，H0为坯料原始高度；
第二等温锻造阶段：坯料加热到1280~1310℃保温，等温变形参数α2=（T2-1200）×β×10/F2×V2，H2=H1×（1-α2）；
其中T2为第二等温锻造阶段中炉内检测温度，β为热损耗系数，β取值范围0.8~0.85，F2为第二等温锻造阶段中的锻锤压力，V2为第二等温锻造阶段中的锻锤下压速率，H2为第二等温锻造阶段后完成后坯料高度；
整形阶段：坯料加热到1040~1070℃保温，平整坯料表面；
步骤S4，固溶处理：
第一固溶阶段：坯料固溶温度范围1085~1100℃；
第二固溶阶段：坯料固溶温度范围1105~1110℃；
第三固溶阶段：坯料固溶温度范围1130~1140℃；
第四固溶阶段：坯料固溶温度范围1150~1155℃；
第五固溶阶段：坯料固溶温度范围1160~1170℃；
步骤S5，时效处理：
第一时效阶段：坯料时效温度范围825~865℃；
第二时效阶段：坯料时效温度范围750~790℃。
2.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，合金包括按质量百分计数的元素：C0.01~0.10%，Cr7.7~11.3%，Co13.8~17.2%，Mo3.0~5.0%，W1.5~4.0%，Al5.5%~7.0%，W3.0~5.5%，Ti4.1~6.6%，Nb1.8~4.4%，B0.01~0.04%、Zr0.05~0.15%，余量为Ni。
3.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，加热速度控制在270~320℃/h。
4.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S3的预热阶段中，升温速率180~260℃/h，保温时间范围10~20h。
5.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S3的第一锻造阶段中，升温速率255~310℃/h，保温时间范围7~16h，锻锤下速度控制在40~70mm/h。
6.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S3的第二锻造阶段中，升温速率300~345℃/h，保温时间范围25~32h，锻锤下速度控制在100~115mm/h。
7.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，第一固溶阶段和第二固溶阶段的升温速率控制在10~60℃/h，保温时间为2~3.5h。
8.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，第三固溶阶段、第四固溶阶段、第五固溶阶段的升温速率控制在50~80℃/h，第三固溶阶段和第四固溶阶段保温时间为3~5h，第五固溶阶段保温时间为2~4h，并且第五固溶阶段保温时间短于第四固溶阶段保温时间。
9.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S5的第一时效阶段中，升温速率控制在10~20℃/h，保温时间为3.5~5.5h。
10.根据权利要求1所述的一种GH4151镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在步骤S5的第二时效阶段中，升温速率控制在10~25℃/h，保温时间为12~18h。
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