[發明專利]一種GH4738合金模鍛件及其制備方法

有效

• 申請號: 201611090409.2
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106623743B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 劉東;王海平;楊艷慧;王建國;張喆;王海;趙達裕
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21K1/28
• 分類號: B21K1/28;B21J1/06;C22F1/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

本發明提供一種GH4738合金模鍛件及其制備方法，包括以下步驟：將GH4738合金坯料在1040～1060℃進行鐓餅，然后在1040～1060℃進行第一模鍛，再在1050～1060℃進行第二模鍛，最后進行熱處理，得到GH4738合金模鍛件。本發明提供的制備方法包括鐓餅、第一模鍛、第二模鍛和熱處理，通過控制鐓餅、第一模鍛和第二模鍛的溫度，以及第二模鍛的變形量，避免了終鍛變形量較大時再結晶很難充分完成導致的混晶組織，得到晶粒細小均勻的GH4738合金模鍛件。實驗結果表明，本發明提供的制備方法制備的GH4738合金模鍛件微觀組織為6級勻晶，級差≤2級。

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，特別涉及一種GH4738合金模鍛件及其制備方法。

背景技術

GH4738合金是一種Ni-Cr-Co基沉淀硬化型變形高溫合金，具有較好的強韌性匹配，即在高強度條件下又具有足夠的韌性，同時表現出很低的裂紋擴展速率，且具有良好的組織和性能穩定性，在760～870℃具有較高的屈服強度和抗疲勞性能，適用于制作渦輪盤、工作葉片等高溫部件，在地面煙機和先進航空發動機中都有廣泛應用。

鎳基高溫合金渦輪盤的鍛造一般采用自由鍛+模鍛方式。對于渦輪盤間封嚴環件，必須保證鍛后晶粒尺寸較小，才能使合金具有較高的拉伸強度和低周疲勞強度。相對于地面大型煙機渦輪盤件，航空渦輪盤件體積更小，但轉速更快，因此需要更加均勻細小的晶粒組織以獲得更高、更穩定的強度和抗疲勞性能，晶粒度需達到ASTM5級或更細。而GH4738合金材料本身的晶粒組織對熱加工參數非常敏感，鍛造溫度過高時易出現粗晶、混晶現象，鍛造溫度過低時又很容易開裂。因此，鍛后盤件的平均晶粒尺寸分布情況是工藝控制的一個主要目標因素。

中國專利CN 103341586 A公開了一種實現GH4738鎳基高溫合金渦輪盤成形方法，對于GH4738盤間封嚴環模鍛件的鍛造方法采用如下步驟實現：1、采用硬包套+保溫棉復合保溫法；2、兩火次加熱，在1080℃進行鐓餅沖孔，模具溫度不低于350℃；3、在1080℃下進行一次模鍛成形；4、固溶處理，在1020℃保溫4h油冷，然后進行雙時效處理，溫度為845℃保溫4h進行空冷，再以60℃/min冷卻到760℃保溫16h空冷。該專利中的成形方法所獲得鍛件經固溶時效后組織為混晶，部分區域組織為70％6級+30％9級混晶，整體晶粒度不能滿足GH4738盤間封嚴環模鍛件6級勻晶，允許2級晶粒度級差的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種GH4738合金模鍛件及其制備方法。本發明制備得到的GH4738合金模鍛件能夠滿足GH4738盤間封嚴環模鍛件6級勻晶，允許2級晶粒度級差的要求。

本發明提供了一種GH4738合金模鍛件的制備方法，包括以下步驟：

(1)將GH4738合金坯料在1040～1060℃進行鐓餅，得到餅坯；

(2)將所述步驟(1)得到的餅坯在1040～1060℃進行第一模鍛，得到預制坯；

(3)將所述步驟(2)得到的預制坯在1050～1060℃進行第二模鍛，第二模鍛的變形量不高于10％，得到終鍛件；

(4)將所述步驟(3)得到的終鍛件進行熱處理，得到GH4738合金模鍛件。

優選的，所述步驟(1)中GH4738合金坯料的晶粒度為6級以上。

優選的，所述步驟(1)中鐓餅的變形量為40～50％。

優選的，所述步驟(1)中鐓餅的變形速率為2～4mm/s。

優選的，所述步驟(2)中第一模鍛的變形量為40～50％。

優選的，所述步驟(2)中第一模鍛的變形速率為2～4mm/s。

優選的，所述步驟(3)中第二模鍛的變形速率為2～4mm/s。