[發(fā)明專利]一種GH864鎳基高溫合金組織精確控制的熱加工方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110282267.0 | 申請日： | 2011-09-21 |
| 公開（公告）號： | CN102312118A | 公開（公告）日： | 2012-01-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 董建新;姚志浩;洪成淼;張麥倉 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京科技大學(xué) |
| 主分類號： | C22C1/10 | 分類號： | C22C1/10;G01N1/28;G01N33/20 |
| 代理公司： | 北京東方匯眾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11296 | 代理人： | 劉淑芬 |
| 地址： | 100083 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 gh864 高溫 合金 組織 精確 控制 熱加工 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
?本發(fā)明屬于高溫合金鋼領(lǐng)域，涉及一種用于700℃?左右使用時高溫強度、蠕變與疲勞等苛刻受力條件下要求較高的高溫合金部件的GH864鎳基高溫合金組織精確控制的熱加工方法。
背景技術(shù)
GH864合金是沉淀硬化型鎳基高溫合金，在650℃以上的使用溫度下，該合金主要通過γ'相析出強化，同時合理形態(tài)的碳化物顆粒也對晶界起到一定的強化作用，除了具備一定抗高溫氧化和熱腐蝕的能力，其最大優(yōu)點之一就是具有良好的高溫強韌化匹配；因此該合金一直是制造航空發(fā)動機和動力機械中的渦輪盤及渦輪葉片的主要材料之一[姚志浩,?董建新,?張麥倉,?等.?GH864合金顯微組織與力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)性.?稀有金屬材料與工程,?2010,?39(?9):?1565；Semiatin?S?L,?Fagin?P?N,?Glavicic?M?G,?et?al.?Deformation?behavior?of?Waspaloy?at?hot-working?temperatures.?Scripta?Mater.,?2004,?50:?625]；
GH864合金作為一種典型的難變形高溫合金，其合金化程度高，變形抗力大，可變形溫度窄，因此熱加工時成型難度很大；對失效葉片進行斷裂機理分析發(fā)現(xiàn)，造成葉片失效的主要內(nèi)在因素是合金在鍛造后產(chǎn)生的混晶及晶界碳化物包膜；而熱加工歷史對控制合金材料的晶粒度和晶界碳化物的分布及形貌有著重要的影響，由于工藝參數(shù)控制不當(dāng)而形成的異常組織，往往無法通過后續(xù)熱處理徹底消除，而遺傳的微觀組織對材料的塑性、沖擊韌性和疲勞性能等指標(biāo)具有顯著的影響[Donachie?M?J,?Pinkowish?A?A,?Danesi?W?P,?Radavich?J?F,?Couts?W?H.?Effect?of?hot?work?on?the?properties?of?Waspaloy?[J].?Metallurgical?Transactions.?1970,?1:?2623~2630.]；因此，當(dāng)液壓鍛造設(shè)備確定后，一般很難調(diào)節(jié)變形速率的情況下，通過選擇合理鍛造溫度對GH864合金組織精確控制具有重要意義；其中，對變形量進行控制（變形量對再結(jié)晶造成的影響，還可以利用后續(xù)高溫固溶處理的靜態(tài)再結(jié)晶進行彌補），而對于變形溫度進行確定和控制是鍛造優(yōu)良鍛件的基礎(chǔ)和前提；一旦，鍛造溫度選擇出現(xiàn)偏差，則會出現(xiàn)由于析出相不均勻或碳化物的回溶再析出而對晶界帶來不利的影響，以致造成混晶、晶界相成膜及異常晶粒長大現(xiàn)象等不良組織，從而導(dǎo)致合金力學(xué)性能下降及性能不穩(wěn)定程度增加[Guimaraes?A?A,?Jonas?J?J?.Recrystallization?and?aging?effects?associated?with?the?high?temperature?deformation?of?Waspaloy?and?Inconel?718?[J].?Metallurgical?Transactions?A.?1981,?A12:?1655-1666.]；目前，在GH864合金的實際生產(chǎn)中，工藝給出的熱加工范圍都很大，針對不同爐次熱加工溫度的選擇尚未有一個明確的判據(jù)，這就導(dǎo)致該合金的加工成材率較低，成品構(gòu)件的組織性能不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種利用模型對具體批次的合金制定相應(yīng)的最佳熱加工溫度及熱處理工藝，最終獲得晶粒度均勻、晶界碳化物呈理想分布的組織，同時保證成型的構(gòu)件具有良好的力學(xué)性能的GH864鎳基高溫合金組織精確控制的熱加工方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：?一種GH864鎳基高溫合金組織精確控制的熱加工方法，具體包括以下步驟：
步驟1：
1）將GH864鎳基高溫合金經(jīng)過均勻化、開坯及鐓拔處理，在溫度為1080~1280°C/4h保溫后水冷處理，然后測定碳化物含量、晶粒尺寸隨溫度的變化規(guī)律，并在掃描電鏡下觀察MC碳化物變化的規(guī)律，結(jié)合顯微形貌和晶粒度隨溫度的變化規(guī)律得到MC碳化物的回溶溫度TMC；
2）測定該GH864合金的實際成分，根據(jù)GH864合金標(biāo)準(zhǔn)成分范圍，γ'相的析出溫度隨著Ti含量的變化是呈線性遞增的趨勢，γ￠相的析出溫度可表示為如(1)：
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