[發(fā)明專利]一種變形高溫合金葉片鍛件及其模鍛方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010713342.3
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN112108598B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 王民慶;杜金輝;鄧群;劉輝;朱勤天;胡日;吳玉博;王知穎
• 申請（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
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J1/06;B21J5/02;B21C29/00;B21C31/00;C22C19/05;B05D7/14;B05D3/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 李傳亮

本發(fā)明公開了一種變形高溫合金葉片鍛件及其模鍛方法，模鍛方法包括以下步驟：擠壓加熱：加熱溫度為950?1100℃，保溫時間為10?60min；擠壓成型；終鍛加熱：加熱溫度為910?1060℃，保溫時間為5?60min；終鍛得到終鍛件；本發(fā)明提供的方法可以有效實現(xiàn)鍛件質(zhì)量的一致性、提高鍛件成品的合格率，并且提高鍛件成品的質(zhì)量；本發(fā)明還公開了一種通過上述模鍛方法獲得的變形高溫合金葉片鍛件，具有表面無裂紋，且內(nèi)部組織達到設計要求的優(yōu)點，能夠滿足航空發(fā)動機葉片形狀尺寸和650℃~750℃高溫下的性能要求，滿足了由于航空發(fā)動機的性能及使用要求不斷提高對葉片材料承溫能力的要求。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及發(fā)動機葉片鍛造加工的技術(shù)領域，更具體地說，它涉及一種變形高溫合金葉片鍛件及其模鍛方法。

背景技術(shù)

隨著航空發(fā)動機的性能及使用要求不斷提高，對作為制造航空發(fā)動機葉片材料的性能以及葉片型面要求也越來越高，現(xiàn)有材料已不能滿足葉片的工況要求。目前在國內(nèi)外最廣泛應用的GH4169合金的極限工作溫度為650℃，已經(jīng)不能滿足航空發(fā)動機葉片對材料承溫能力的要求。GH4169D合金為GH4169合金的改進型，在繼承了GH4169合金的主要優(yōu)點基礎上將服役溫度至少提高了55℃，被認為是“下一代GH4169合金”。

GH4169D合金作為一種新型鎳基材料，該合金合金兼具了GH4169 合金良好的力學性能、熱加工和焊接性能以及GH4738合金高的使用溫度的綜合優(yōu)點，長期使用溫度達704℃（比GH4169合金提高55℃），而且成本適宜，作為航空發(fā)動機材料在700℃以上使用具有明顯優(yōu)勢，能夠滿足航空發(fā)動機葉片650℃~750℃高溫下的性能要求。國內(nèi)尚未有生產(chǎn)該合金葉片鍛件的先例。

但是GH4169D鎳基高溫合金組織對熱加工工藝特別敏感，尤其是對于葉片鍛件的鍛造，葉片葉根和葉身位置厚度差別極大，變形量差別大，鍛造的鍛件產(chǎn)品容易出現(xiàn)粗晶或混晶等組織缺陷。因而鍛件成品的合格率低，且鍛件成品質(zhì)量差，甚至導致鍛件報廢。

公開號為CN107598068A的中國專利公開了一種基于鎳基高溫合金的航空發(fā)動機葉片鍛造工藝，其工藝步驟包括下料、涂潤滑劑、頂鍛加熱、頂鍛、清理、涂潤滑劑、終鍛加熱、終鍛、切片、校正加熱、校正、清理、熱處理、終檢。該發(fā)明鍛造的發(fā)動機葉片力學性能和金相組織都滿足設計要求。但是頂鍛工序?qū)毫C設備要求極高，否則會造成由于壓力機噸位不足導致頂鍛件不能達到所需鍛件尺寸。上述發(fā)明中也遇到同樣的問題，采取的解決方式是將頂鍛分成兩火進行，并且兩火鍛造之間還需要重新回爐加熱。但是采用這種方法，由于第一火次后鍛件直接回爐，鍛件表面沒有經(jīng)過任何處理，經(jīng)過第一火次鍛造后鍛件表面質(zhì)量不一，由于鍛件表面質(zhì)量對于傳熱的影響造成回爐補充加熱程度難以控制、鍛件表面沒有噴涂玻璃潤滑劑，在第二火頂鍛中摩擦較大，損傷磨具、回爐高溫加熱過程中，通過第一火次鍛造細化的晶粒組織會發(fā)生晶粒長大行為，使細化晶粒控制難度增大、兩火次鍛造中每火次變形量的控制以及第一火次后鍛件回爐時間的控制等等因素的影響，降低了熱處理后葉片鍛件質(zhì)量的一致性，綜上，兩火鍛造不僅增加了鍛造復雜程度，還增加了上述不易控制變量，降低了葉片鍛件質(zhì)量一致性。

因此，提供一種使用GH4169D鎳基高溫合金材料來鍛造葉片的新工藝勢在必行，可以有效實現(xiàn)鍛件質(zhì)量的一致性、提高鍛件成品的合格率、以及有效提高鍛件成品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種變形高溫合金葉片鍛件的模鍛方法，其優(yōu)點是經(jīng)本發(fā)明的鍛造工藝可以有效實現(xiàn)鍛件質(zhì)量的一致性、提高鍛件成品的合格率，并且提高鍛件成品的質(zhì)量，使得最終的鍛件表面無裂紋，內(nèi)部組織均勻。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種變形高溫合金葉片鍛件，其優(yōu)點是滿足了由于航空發(fā)動機的性能及使用要求不斷提高對葉片材料承溫能力的要求。

為實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種變形高溫合金葉片鍛件的模鍛方法，包括以下步驟：