[發(fā)明專利]粉末高溫合金棒材及盤件的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010568817.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN111659894B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張北江;張文云;趙詩棋;劉建濤;田強(qiáng);陳石富;張國(guó)棟;田成剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京鋼研高納科技股份有限公司;鋼鐵研究總院;中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22F3/15
• 分類號(hào): B22F3/15;B22F3/24;B22F3/17
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 李健;溫春艷

本發(fā)明涉及材料加工制造領(lǐng)域，公開了一種粉末高溫合金棒材及盤件的制備方法，所述方法包括：S1、對(duì)熱等靜壓后的棒坯在Tγ′以上進(jìn)行退火處理，其中Tγ′為所述棒坯合金γ′相的全溶溫度；S2、在Tγ′以上以自由鍛方式進(jìn)行兩次鐓拔，每次鐓粗的變形量為20?60％且拔回原長(zhǎng)；S3、在Tγ′以下進(jìn)行至少一次鐓拔；S4、在Tγ′以下將棒坯鍛造到最終尺寸。通過在全溶溫度Tγ′以上進(jìn)行高溫鐓拔，有效消除PPB，通過全溶溫度Tγ′以下低溫鐓拔累積變形量，能夠破碎非金屬夾雜，提高探傷通過性；通過本發(fā)明的方法，棒材組織轉(zhuǎn)變?yōu)殡p相細(xì)晶組織，具有較好的塑性，適于后期通過低成本熱模鍛造進(jìn)行盤件大批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料加工制造領(lǐng)域，具體地涉及粉末高溫合金棒材及盤件的制備方法。

背景技術(shù)

粉末高溫合金以其優(yōu)異的耐溫性、低偏析等優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。

粉末高溫合金在其制備過程中，一方面粉末顆粒表面氧元素富集形成一層含C、Ti、Al等的氧化物、碳化物等薄膜，這在后續(xù)熱等靜壓過程中會(huì)阻礙元素成分的擴(kuò)散，形成原始顆粒邊界，即PPB。該邊界是粉末高溫合金常見的缺陷之一，對(duì)力學(xué)性能有重要的影響；另一方面在粉末顆粒中又不可避免的混有非金屬夾雜，嚴(yán)重影響盤件疲勞壽命，也是粉末高溫合金的常見缺陷之一。

在粉末冶金標(biāo)準(zhǔn)工藝過程中，為了消除原始顆粒邊界，國(guó)內(nèi)外開發(fā)了多種工藝，包括添加Hf、Ce等強(qiáng)碳化物形成元素，如CN102676881A；特殊熱等靜壓工藝，如CN103551573A等技術(shù)；而針對(duì)非金屬夾雜，則采用高擠壓比開坯的方式來破碎非金屬夾雜，后期采用等溫鍛造技術(shù)來確保盤件成型，整個(gè)制備過程成本較高，影響了合金的推廣使用。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中，高性能盤件通常采用粉末冶金+熱等靜壓+擠壓開坯+等溫鍛造來制備。其中擠壓開坯、等溫鍛造對(duì)設(shè)備的依賴非常的巨大，進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)候，往往有產(chǎn)量瓶頸的問題，因此急需開發(fā)一種低成本的粉末高溫合金熱加工工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的成本較高的問題，提供一種粉末高溫合金棒材的制備方法，能夠在保證性能的情況下大幅度的減低盤件的成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種粉末高溫合金棒材的制備方法，其中，所述方法包括：

S1、對(duì)熱等靜壓后的棒坯在Tγ′以上進(jìn)行退火處理，其中Tγ′為所述棒坯的全溶溫度；

S2、在Tγ′以上以自由鍛方式進(jìn)行兩次鐓拔，每次鐓粗的變形量為20-60％且拔回原長(zhǎng)；

S3、在Tγ′以下進(jìn)行至少一次鐓拔；

S4、在Tγ′以下將棒坯鍛造到最終尺寸。

優(yōu)選地，步驟S1中，對(duì)熱等靜壓后的棒坯在Tγ′+ΔT1進(jìn)行退火處理，ΔT1為20-60℃。

優(yōu)選地，步驟S2中，在Tγ′+ΔT2以自由鍛方式進(jìn)行兩次鐓拔，ΔT2為10-30℃，優(yōu)選地，在Tγ′+ΔT2保溫4-6h后進(jìn)行鐓拔，每次鐓粗的變形量為20-60％，然后拔回原長(zhǎng)。

優(yōu)選地，步驟S3中，依次在Tγ′-ΔT3、Tγ′-ΔT4、Tγ′-ΔT5各進(jìn)行至少一次鐓拔，其中，ΔT3為10-30℃，ΔT4為40-60℃，ΔT5為80-100℃，優(yōu)選地，在Tγ′-ΔT3、Tγ′-ΔT4、Tγ′-ΔT5各保溫2-6h后進(jìn)行鐓拔。

優(yōu)選地，步驟S3中，依次在Tγ′-ΔT3、Tγ′-ΔT4、Tγ′-ΔT5各進(jìn)行一到兩次鐓拔，每次鐓粗的變形量為20-60％，優(yōu)選地，鐓粗變形量為25-40％，然后拔回原長(zhǎng)。

優(yōu)選地，步驟S4中，在Tγ′-ΔT6將棒坯鍛造到最終尺寸，ΔT6為10-100℃，優(yōu)選地，40-60℃，優(yōu)選地，采用自由鍛和徑鍛組合開坯的方式進(jìn)行所述鍛造。

優(yōu)選地，步驟S1中，退火保溫6-32h。