CN117299794A - 一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法 - Google Patents

一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法，属于高温合金加工技术领域，解决了现有制备工艺易造成超薄材边裂和拉断、成品超薄材尺寸精度、塑性、板型和表面质量不佳的问题之一。本发明公开了一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法，采用固溶态铁镍基高温合金板卷作为坯料；经过多道次轧制，所述多道次轧制包括粗轧段和精轧段；多道次轧制的道次间进行中间过程的光亮退火；所述粗轧段后进行半成品的光亮退火；所述精轧段后进行成品的光亮退火，制得成品超薄材。采用上述方法制备的铁镍基高温合金GH3536超薄材尺寸精度高、塑性优异、板型良好且表面质量优良，可广泛应用于航空航天等领域的蜂窝结构件制造。

Description

一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法
技术领域
本发明涉及高温合金加工技术领域，尤其涉及一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法。
背景技术
高温合金是航空发动机、火箭发动机及燃气轮机不可替代的材料，而蜂窝结构是一种航空航天发动机热端关键部件，是通过将厚度0.05～0.2mm的高温合金带箔材冲压成正六边形的蜂窝条经拼焊而成，因此，高温合金带箔材是蜂窝结构中最为重要的制造用材。另外，为了满足发动机减重的需要，蜂窝结构越来越倾向于采用更薄的带材制造。
厚度小于0.1mm的高温合金带箔材属于超薄材范畴，采用传统冷轧+退火工艺在制备过程中经常出现断带、边部开裂、板型差(翘曲、侧弯)、表面质量不佳(粗糙度大、表面氧化)、塑性差等问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法，用以解决现有制备工艺易造成超薄材边裂和拉断、成品超薄材尺寸精度、塑性、板型和表面质量不佳的问题之一。
本发明公开了一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法，所述制备方法包括：
采用固溶态铁镍基高温合金板卷作为坯料；
多道次轧制，所述多道次轧制包括粗轧段和精轧段；
多道次轧制的道次间进行中间过程的光亮退火；
所述粗轧段后进行半成品的光亮退火；所述精轧段后进行成品的光亮退火。
具体的，所述粗轧段采用四辊冷轧机进行轧制，所述精轧段采用二十辊冷轧机进行轧制。
具体的，所述粗轧段包括多道次轧制，采用的轧机左右张力随道次递减；所述精轧段包括多道次轧制，采用的轧机左右张力随道次递减。
具体的，所述粗轧段包括2道次冷轧；所述粗轧段的第一道次冷轧的轧机左右张力为15～20kN；所述粗轧段的第二道次冷轧的轧机左右张力为10～15kN。
具体的，所述精轧段包括3道次冷轧；所述精轧段的第一道次冷轧的轧机左右张力为10～15kN；所述精轧段的第二道次冷轧的轧机左右张力为8～10kN；所述精轧段的第三道次冷轧的轧机左右张力为5～10KN。
具体的，所述光亮退火的温度为1065～1105℃，且带材出炉前需进行喷氢快速制冷。
上述制备方法的具体步骤包括：
所述粗轧段包括：
S1：采用0.80～1.50mm固溶态铁镍基高温合金板卷作为坯料，将坯料冷轧至0.45～0.80mm，然后采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S2：将S1获得的冷轧料冷轧至0.25～0.40mm，然后采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火，得到半成品薄带材；
所述精轧段包括：
S3：将S2获得的半成品薄带材冷轧至0.15～0.20mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S4：将S3获得的带材冷轧至0.08～0.10mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S5：将S4获得的带材冷轧至0.05±0.004mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火，得到成品超薄材。
具体的，步骤S1、S2所述光亮退火的保温时间为3～5min，和/或，步骤S3、S4所述光亮退火的保温时间为2～4min，和/或，步骤S5所述光亮退火的保温时间为2～3min。
具体的，所述固溶态铁镍基高温合金板卷为GH3536合金板卷。
本发明还公开了一种铁镍基高温合金超薄材，该种超薄材采用上述的制备方法制得。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
1、不易造成超薄材边裂和拉断。通过合理分配各冷轧道次的变形量，有效减小了加工硬化对轧制过程的影响，同时，针对不同道次轧制过程的坯料原始厚度以及变形量的不同，在轧制速率一定的条件下合理控制张力大小，从而精准控制轧制过程坯料的有效变形程度，避免了坯料边裂和断带问题。
2、成品超薄材尺寸精度高。采用二十辊精密冷轧机，在一定的冷轧速率条件下，精准控制最终冷轧变形参数，结合在线压下量检测和实时微调，并施加小应力张力控制，确保了成品超薄材高尺寸精度控制。
3、获得的超薄材的塑性良好。冷轧硬态超薄材采用高纯氢气保护的连续式光亮退火炉进行成品退火，为了改善超薄材的塑性，可采用GH3536合金标准规定的下限加热温度，保温时间相比较前述的半成品光亮退火或中间过程光亮退火可以适当缩短，避免回复再结晶尤其是晶粒长大过程过于充分从而导致产生粗大晶粒，另外，采用大气量喷氢增大退火后的冷却速度，可以达到有效抑制缓冷过程中强化相的大量析出，从而显著降低成品超薄材的硬度。通过以上工艺措施，如图3和图5所示，使得成品超薄材晶粒大小均匀无混晶现象，析出强化相少，尺寸细小，分布弥散，材料硬度显著降低，从而使成品超薄材塑性得到较大改善。
4、获得的超薄材的板型和表面质量优异。适宜的小应力张力控制，不仅确保了成品超薄材高尺寸精度控制，而且，板型也得到改善，避免了过大应力张力导致的拉断、翘曲和过小应力张力导致的侧弯、表面褶皱。另外，成品超薄材采用高纯氢气保护的连续式光亮退火，有效避免了高温退火过程中表面氧化、烧蚀等问题，从而使成品超薄材表面质量得到显著提高。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为超薄材制备流程示意图；
图2为超薄材实物照片；
图3为实施例一的晶粒微观组织照片；
图4为对比例三的晶粒微观组织照片；
图5为实施例一的析出相微观组织照片。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明公开了一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法，所述制备方法包括：
采用固溶态铁镍基高温合金板卷作为坯料；
多道次轧制，所述多道次轧制包括粗轧段和精轧段；
多道次轧制的道次间进行中间过程的光亮退火；
所述粗轧段后进行半成品的光亮退火；所述精轧段后进行成品的光亮退火并制得铁镍基高温合金超薄材。
采用固溶态板卷作为坯料，如GH3536铁镍基高温合金固溶态板卷作为坯料，为后续四辊和二十辊冷轧机的连续冷轧和连续式光亮退火工艺方案的实施提供了适宜的原材料，而且坯料经固溶处理后为固溶软态，硬度低、变形抗力小、塑性良好，可以方便进行冷轧过程中变形参数的优化控制。
中间过程光亮退火、半成品光亮退火和成品光亮退火的作用在于，中间光亮退火及半成品光亮退火是为下一道次的冷轧提供软态带材，经上一道次冷轧后，带材硬度激增、塑性变差、变形抗力巨大，继续冷轧则造成边裂和断带，因此，实施光亮退火后，变形组织发生回复再结晶和晶粒长大过程，晶粒大小均匀，析出相回溶，带材的硬度和变形抗力大为降低，塑性良好，变形协调能力改善。中间光亮退火时加热温度可以取上限温度，保温时间适当延长，从而提高退火软化效果。成品光亮退火则是为了得到软态的超薄材成品，并改善组织均匀，析出相细小、分布弥散，塑性良好，有利于后续蜂窝结构的冷冲压成型和焊接。成品光亮退火时加热温度可取下限温度，保温时间无须延长，并采取大气量喷氢快速制冷，从而改善超薄材的综合性能，进一步提高塑性并减少表面氧化。
最终获得高质量的铁镍基高温合金超薄材。
具体的，所述粗轧段采用四辊冷轧机进行轧制，所述精轧段采用二十辊冷轧机进行轧制。高温合金冷轧带材箔材常用的冷轧设备有四辊冷轧机和二十辊冷轧机，前者一般可以实现厚度0.1mm的冷轧，但是厚度再薄后加工精度就无法保证了，后者可以完成厚度在0.1mm以下的精密冷轧加工，不仅尺寸精度高，而且板型、表面质量良好。因此，为了完成GH3536铁镍基高温合金超薄材(厚度0.05mm)的冷轧加工，可以将两种型号的冷轧机联合使用，四辊冷轧机进行粗轧，二十辊冷轧机进行精轧，这样，既提高了生产效率，又保证了成品的质量。
具体的，所述粗轧段包括多道次轧制，采用的轧机左右张力随道次递减；所述精轧段包括多道次轧制，采用的轧机左右张力随道次递减。冷轧过程中施加张力的作用在于：针对不同道次轧制过程的坯料原始厚度以及变形量的不同，在轧制速率一定的条件下合理控制张力大小，可以精准控制轧制过程坯料的有效变形程度(即实际压下量，实际压下量＝轧前厚度-轧后厚度)。而且，适宜的小应力张力控制，不仅有助于成品超薄材高尺寸精度控制，而且，板型也得到改善。
具体的，所述粗轧段包括2道次冷轧；所述粗轧段的第一道次冷轧的轧机左右张力为15～20kN；所述粗轧段的第二道次冷轧的轧机左右张力为10～15kN。
具体的，所述精轧段包括3道次冷轧；所述精轧段的第一道次冷轧的轧机左右张力为10～15kN；所述精轧段的第二道次冷轧的轧机左右张力为8～10kN；所述精轧段的第三道次冷轧的轧机左右张力为5～10KN。
张力大小的优化控制原则在于：粗轧过程中，坯料厚度较厚，单位体积料重量较大，应施加大应力张力，确保达到首选的轧制速度，并可以精准控制变形程度，避免过小应力张力导致的侧弯、表面褶皱；精轧过程中，坯料厚度较薄，单位体积料重量较小，应施加小应力张力，在确保轧制速度的基础上，可有效控制板型、表面光洁度和尺寸精度，并避免过大应力张力导致的拉断、翘曲。
具体的，所述光亮退火的温度为1065～1105℃，且带材出炉前需进行喷氢快速制冷。大流量喷氢处理的目的是确保退火保温后的带材温度能够在2～3min降低至50℃以内，因此，喷氢的气体流量要到达＞20m3/h。退火后快速制冷的目的在于：一是抑制合金中强化相在退火后的缓慢冷却过程中大量析出，而导致带材硬度激增，塑性变差；二是有效防止带材以较高温度出炉后引起的表面氧化，而影响表面质量。
所述粗轧段，包括：
S1：采用0.80～1.50mm固溶态铁镍基高温合金板卷作为坯料，将坯料冷轧至0.45～0.80mm，然后采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S2：将S1获得的冷轧料冷轧至0.25～0.40mm，然后采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火，得到半成品薄带材；
所述精轧段包括：
S3：将S2获得的半成品薄带材冷轧至0.15～0.20mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S4：将S3获得的带材冷轧至0.08～0.10mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S5：将S4获得的带材冷轧至0.05±0.004mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火，得到成品超薄材。
冷轧过程中压下量优化和轧机张力控制，有益于避免过大变形造成的边裂、断带以及无张力控制导致的板型不佳(翘曲、侧弯)等问题的发生，而且，适宜的小应力张力控制可以改善极薄带材冷轧过程中表面粗糙度，并避免褶皱、侧弯的问题。厚度在0.80～1.50mm之间的固溶态铁镍基高温合金冷轧板卷，是热轧板卷(厚度2.0～3.0mm)实施连续冷轧后得到的常用规格冷轧板卷。将上述原材料经过退火处理，酸碱洗和表面修磨清理后，得到固溶软态板卷。因为GH3536合金单道次冷变形量可以达到60％左右，变形量过小(≤10％)则又存在临界变形导致混晶问题，为了减少冷轧道次提高生产效率，故四辊冷轧机单道次冷轧变形量适宜控制在50％左右，即可以轧到0.45～0.80mm。随着带材厚度的逐渐减薄，带材冷轧工艺性能变差、尺寸效应凸显，协调变形能力下降，即对于道次变形量的变化较为敏感，因此后续道次形变量(即轧前厚度和轧后厚度之差)逐步降低。
采用高纯氢气保护连续式光亮退火炉可以有效地对冷轧硬态的带材进行退火处理，是不锈钢、耐热钢和高温合金带材箔材生产的专用设备，实施光亮退火后，冷轧硬态变形组织发生回复再结晶和晶粒长大过程，晶粒大小均匀，析出相回溶，带材的硬度和变形抗力大为降低，塑性良好，变形协调能力改善。另外，针对高温合金超薄材的组织和性能特点，需要采用大流量喷氢(喷氢的气体流量＞20m3/h)进行退火冷却过程的快速制冷，从而改善组织均匀性，进一步提高塑性并减少表面氧化。
具体的，步骤S1至S5的轧制速度为0.5～1.0m/s。轧制速度过快，会增加金属带材在轧制过程中的应变率，进而导致金属带材加工硬化过度，甚至出现开裂、折断等问题；轧制速度过慢，加工效率低下，同时也会影响金属带材的表面质量和尺寸精度等指标。根据实验确定，当轧制速度为0.5～1.0m/s较为适宜。
具体的，步骤S1至S5所述光亮退火的温度为1065～1105℃，且带材出炉前需进行喷氢快速制冷(喷氢的气体流量＞20m3/h)。采用高纯氢气保护连续式光亮退火炉，在1065～1105℃实施光亮退火后，冷轧硬态带材基体的变形组织发生回复再结晶和晶粒长大过程，析出相回溶，带材的硬度和变形抗力大为降低，塑性提高。另外，采用大气量喷氢进行退火冷却过程的快速制冷，可以进一步提高塑性并减少表面氧化。
具体的，步骤S1、S2所述光亮退火的保温时间为3～5min，和/或，步骤S3、S4所述光亮退火的保温时间为2～4min，和/或，步骤S5所述光亮退火的保温时间为2～3min。
中间光亮退火的作用在于，为下一道次的冷轧提供软态带材，有利于完成后续冷轧加工，由于中间坯料厚度较大，单位体积料重量较大，为了退火过程充分进行，达到软化带材目的，在加热温度确定的条件下，应当延长保温时间，因此，粗轧段保温3～5min是合适的。
随着坯料逐渐冷轧减薄，厚度减小，单位体积重量减少，此时，保温时间可以有所缩短，提高处理效率，又减少了坯料表面氧化程度，因此，精轧段的步骤S3、S4可以优选保温时间2～4min。
具体的，步骤S5所述光亮退火的保温时间为2～3min。成品光亮退火则是为了得到软态的超薄材成品，并改善组织均匀，析出相细小、分布弥散，塑性良好，有利于后续蜂窝结构的冷冲压成型和焊接。成品厚度达到0.05mm，属于超薄材范围，故光亮退火保温时间相比坯料应减小，也减少了成品表面的氧化，成品检验结果表明，保温2～3min并实施大气量喷氢快速制冷有利于超薄材综合性能的提高。
具体的，所述固溶态铁镍基高温合金板卷为GH3536合金板卷。利用上述原材料并采用本发明所公开的制备方法所制备的铁镍基高温合金GH3536超薄材的厚度公差±0.004mm，尺寸精度±8％优于国标GJB3318A2016(航空用高温合金冷轧带材规范)的高级精度要求±10％；塑性良好，伸长率可达30～50％；板型良好，水平翘曲≤10mm/m；表面质量优良，表面光洁，粗糙度Ra值≤0.20μm，无裂纹、氧化等缺陷。
为了更好的说明本发明，进一步设置以下实施例：
实施例一
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.0mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.45mm，轧机左右张力17kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.25mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.15mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
再次，冷轧至厚度为0.08mm，轧机左右张力9kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
最后，冷轧至厚度为0.050mm的超薄材，轧机左右张力7kN，轧制速度0.8m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温2.5min，得到成品超薄材。
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.050mm，公差在±0.004mm以内，尺寸精度达到8％，优于国标GJB3318A2016(航空用高温合金冷轧带材规范)的高级精度要求±10％；板型良好：水平翘曲8mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.18μm；塑性良好：延伸率41％。
实施例二
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.0mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.65mm，轧机左右张力17kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.30mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.18mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
再次，冷轧至厚度为0.09mm，轧机左右张力9kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
最后，冷轧至厚度为0.052mm的超薄材，轧机左右张力7kN，轧制速度0.8m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温2.5min，得到成品超薄材。
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.052mm，公差在±0.004mm以内；板型良好：水平翘曲8mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.19μm；塑性良好：延伸率38％。
实施例三
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.5mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.80mm，轧机左右张力17kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min；将退火后的坯料冷轧至厚度为0.40mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.20mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
再次，冷轧至厚度为0.10mm，轧机左右张力9kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
最后，冷轧至厚度为0.054mm的超薄材，轧机左右张力7kN，轧制速度0.8m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温2.5min，得到成品超薄材。
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.054mm，公差在±0.004mm以内；板型良好：水平翘曲7mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.18μm；塑性良好：延伸率40％。
实施例四
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.0mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.55mm，轧机左右张力15kN，轧制速度0.6m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；将退火后的坯料冷轧至厚度为0.25mm，轧机左右张力11kN，轧制速度0.6m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.17mm，轧机左右张力10kN，轧制速度0.6m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温2min；
再次，冷轧至厚度为0.09mm，轧机左右张力10kN，轧制速度0.6m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
最后，冷轧至厚度为0.051mm的超薄材，轧机左右张力8kN，轧制速度0.6m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温2min，得到成品超薄材。
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.051mm，公差在±0.004mm以内，板型良好：水平翘曲8mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.19μm；塑性良好：延伸率43％。
实施例五
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.5mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.70mm，轧机左右张力20kN，轧制速度1.0m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温5min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.40mm，轧机左右张力15kN，轧制速度1.0m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.25mm，轧机左右张力14kN，轧制速度1.0m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3.5min；再次，冷轧至厚度为0.10mm，轧机左右张力9kN，轧制速度1.0m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3.5min；
最后，冷轧至厚度为0.053mm的超薄材，轧机左右张力10kN，轧制速度1.0m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温3min，得到成品超薄材。
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.053mm，公差在±0.004mm以内，板型良好：水平翘曲7mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.20μm；塑性良好：延伸率40％。
实施例六
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ0.8mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.48mm，轧机左右张力18kN，轧制速度0.5m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1070℃，保温4min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.28mm，轧机左右张力13kN，轧制速度0.5m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1070℃，保温4min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.18mm，轧机左右张力13kN，轧制速度0.5m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1070℃，保温3min；再次，冷轧至厚度为0.09mm，轧机左右张力9kN，轧制速度0.5m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1070℃，保温3min；
最后，冷轧至厚度为0.052mm的超薄材，轧机左右张力8kN，轧制速度0.5m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1070℃，保温3min，得到成品超薄材。
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.052mm，公差在±0.004mm以内，板型良好：水平翘曲9mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.17μm；塑性良好：延伸率45％。
实施例七
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.0mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.59mm，轧机左右张力17kN，轧制速度0.7m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1100℃，保温3.5min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.40mm，轧机左右张力13kN，轧制速度0.7m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度100℃，保温3.5min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.20mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.7m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1100℃，保温3.5min；再次，冷轧至厚度为0.10mm，轧机左右张力9kN，轧制速度0.7m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1100℃，保温3.5min；
最后，冷轧至厚度为0.054mm的超薄材，轧机左右张力6kN，轧制速度0.7m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1100℃，保温2.5min，得到成品超薄材。
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.054mm，公差在±0.004mm以内，板型良好：水平翘曲9mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.19μm；塑性良好：延伸率39.5％。
对比例一
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.5mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.60mm(60％变形量)，轧机左右张力17kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.20mm(67％变形量)，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至0.054mm(73％变形量)的超薄材，轧机左右张力7kN，轧制速度0.8m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温2.5min，得到成品超薄材。
对比例一采用了2道次四辊冷轧机粗轧+1道次二十辊冷轧机精轧，冷轧过程中均频繁出现边裂和拉断断带问题，该工艺的压下量设计已大大超出本发明优选的冷变形最佳控制范围，最高已达到73％，此时，带材的变形抗力激增，塑性恶化，断带和开裂将不可避免。
对比例二
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.0mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.80mm，轧机左右张力17kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min；将退火后的坯料冷轧至厚度为0.60mm，轧机左右张力17kN，轧制速度0.8m/s；
然后，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.40mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温4min。
采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.30mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；将退火后的坯料冷轧至厚度为0.20mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
再次，冷轧至厚度为0.10mm，轧机左右张力9kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温3min；
最后，冷轧至厚度为0.052mm的超薄材，轧机左右张力7kN，轧制速度0.8m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温2.5min，得到成品超薄材。
对比例二采用了3道次四辊冷轧机粗轧+4道次二十辊冷轧机精轧，相比较本发明的2道次粗轧+3道次精轧，工序上轧制道次粗轧和精轧均有所增加。所制备的成品超薄材检验如下：
制备的成品超薄材尺寸精度高；厚度0.052mm，公差在±0.004mm以内；板型良好：水平翘曲8mm/m；表面质量良好：粗糙度Ra值0.19μm；塑性良好：延伸率43％。
可见，对比例二的结果与本发明的实施例相比，尺寸精度、板型、表面质量和塑性均未出现较大改变，成品超薄材的质量基本相当。因此，工序中粗轧和精轧道次的增加没有不良效果，但是工序增加相应的光亮退火次数也增加，导致了工期延长，势必大幅增加了生产成本。
对比例三
铁镍基高温合金超薄材制备方法，步骤如下：
(1)选择坯料，采用δ1.0mm×200mm的退火软态GH3536合金板卷作为坯料。
(2)冷轧加工，步骤为：
首先，采用四辊冷轧机进行粗轧，将坯料冷轧至厚度为0.45mm，轧机左右张力17kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温1.5min；
将退火后的坯料冷轧至厚度为0.25mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
再次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温1.5min。采用二十辊进行精轧，将退火后的坯料冷轧至厚度为0.15mm，轧机左右张力12kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温1.5min；再次，冷轧至厚度为0.08mm，轧机左右张力9kN，轧制速度0.8m/s；
其次，采用保护气氛炉进行退火，温度1080℃，保温1.5min；
最后，冷轧至厚度为0.050mm的超薄材，轧机左右张力7kN，轧制速度0.8m/s。
(3)将冷轧态超薄材进行氢气保护连续式光亮退火，温度1080℃，保温1min，得到成品超薄材。
可见，对比例三的结果与本发明的实施例相比，中间及成品光亮退火保温时间均大为缩短，中间退火保温时间由3～4min缩短至1.5min，导致在粗轧和精轧冷轧过程中暴露出以下问题，即由于保温时间不足，退火软化效果不佳，坯料硬度仍较高，造成变形抗力增大，而且塑性偏低，出现了带材边裂、拉断。另外，成品退火保温时间由2.5min缩短至1min，导致成品超薄材在质检过程中出现：塑性偏低(＜30％)，组织均匀性差，仍残留一些变形组织，板型不好，水平翘曲＞10mm/m。因此，可以得出中间及成品退火保温时间控制不当，会极大影响超薄材冷轧过程的精准控制，并造成成品质量不合格。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁镍基高温合金超薄材的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：
采用固溶态铁镍基高温合金板卷作为坯料；
多道次轧制，所述多道次轧制包括粗轧段和精轧段；
多道次轧制的道次间进行中间过程的光亮退火；
所述粗轧段后进行半成品的光亮退火；所述精轧段后进行成品的光亮退火。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧段采用四辊冷轧机进行轧制，所述精轧段采用二十辊冷轧机进行轧制。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧段包括多道次轧制，采用的轧机左右张力随道次递减；所述精轧段包括多道次轧制，采用的轧机左右张力随道次递减。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧段包括2道次冷轧；
所述粗轧段的第一道次冷轧的轧机左右张力为15～20kN；所述粗轧段的第二道次冷轧的轧机左右张力为10～15kN。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述精轧段包括3道次冷轧；
所述精轧段的第一道次冷轧的轧机左右张力为10～15kN；所述精轧段的第二道次冷轧的轧机左右张力为8～10kN；所述精轧段的第三道次冷轧的轧机左右张力为5～10KN。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述光亮退火的温度为1065～1105℃，且带材出炉前需进行喷氢快速制冷。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述粗轧段包括：
S1：采用0.80～1.50mm固溶态铁镍基高温合金板卷作为坯料，将坯料冷轧至0.45～0.80mm，然后采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S2：将S1获得的冷轧料冷轧至0.25～0.40mm，然后采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火，得到半成品薄带材；
所述精轧段包括：
S3：将S2获得的半成品薄带材冷轧至0.15～0.20mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S4：将S3获得的带材冷轧至0.08～0.10mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火；
S5：将S4获得的带材冷轧至0.05±0.004mm，采用氢气保护连续式退火炉进行光亮退火，得到成品超薄材。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤S1、S2所述光亮退火的保温时间为3～5min，和/或，步骤S3、S4所述光亮退火的保温时间为2～4min，和/或，步骤S5所述光亮退火的保温时间为2～3min。
9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于：所述固溶态铁镍基高温合金板卷为GH3536合金板卷。
10.一种铁镍基高温合金超薄材，其特征在于：采用权利要求1～9任一项所述的制备方法制得。
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