[發(fā)明專(zhuān)利]一種GH141合金大圓棒材鍛造工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111489590.5
• 申請(qǐng)日: 2021-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114472770A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李寧;張佳維;孫立國(guó);李飛揚(yáng);王艾竹;趙越;曹麗紅;朱洪濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 撫順特殊鋼股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B21J5/00
• 分類(lèi)號(hào): B21J5/00;B21J5/08;B21J5/06
• 代理公司: 大連格智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21238
• 代理人: 孫宇宏

本發(fā)明公開(kāi)一種GH141合金大圓棒材鍛造工藝，⒈采用快鍛機(jī)和精鍛機(jī)聯(lián)合生產(chǎn)；⒉對(duì)快鍛機(jī)每火次加熱工藝及變形量控制：⒊對(duì)精鍛機(jī)加熱工藝及變形量和終鍛溫度控制：與傳統(tǒng)的快鍛機(jī)直接成材以及溫度不變或逐漸降溫的加熱工藝相比，本發(fā)明有益技術(shù)效果：⑴棒材內(nèi)部組織均勻性及晶粒度顯著改善，中心及1/2半徑部位晶粒度可達(dá)到均勻5級(jí)或更高水平；⑵棒材探傷水平明顯提高，探傷靈敏度可達(dá)到42db以上；⑶棒材本體橫向性能水平明顯提升；⑷按此工藝已生產(chǎn)118爐以上Φ200mm和Φ250mm規(guī)格的成品棒材，性能合格、穩(wěn)定，表明該鍛造工藝已具備穩(wěn)定批產(chǎn)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料熱加工領(lǐng)域，具體涉及一種GH141合金大圓棒材鍛造工藝，提高熱處理后合金本體橫向性能和晶粒度水平。

背景技術(shù)

GH141合金是在借鑒美國(guó)Rene′41合金成分與工藝基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)優(yōu)化調(diào)整合金成分、添加硼,鎂,鋯等微量元素強(qiáng)化晶界等，研制出的一種沉淀硬化型鎳基變形高溫合金，使用溫度在980℃以下。合金在650℃～900℃范圍內(nèi)具有高的拉伸和持久蠕變強(qiáng)度、抗屈服和抗疲勞性能以及良好的抗氧化性能，被廣泛應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域。適合于制造在870℃以下要求有高強(qiáng)度和980℃以下要求抗氧化性能的航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零部件。合金的品種有薄板、帶、絲、盤(pán)件、環(huán)形件、鍛件、棒材、和精密鑄件等，

GH141合金中有較高含量的鋁、鈦、鉬等時(shí)效和固溶強(qiáng)化元素，屬于難變形高溫合金，尤其重熔錠由于凝固過(guò)程形成的鑄態(tài)組織，加工塑性更差，鍛造開(kāi)坯難度大，易出現(xiàn)嚴(yán)重表面裂紋，同時(shí)該合金性能要求高，標(biāo)準(zhǔn)要求本體橫向性能：760℃下抗拉強(qiáng)度不小于835MPa、屈服強(qiáng)度不小于620MPa、伸長(zhǎng)率不小于12％、斷面收縮率不小于15％，檢測(cè)不易合格，本體晶粒度是業(yè)界公認(rèn)較難控制的合金之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開(kāi)一種GH141合金大圓棒材鍛造工藝，目的對(duì)由鑄錠鍛制生產(chǎn)的Φ200mm～Φ300mm棒材的本體橫向性能、棒材探傷靈敏度、合金本體晶粒度水平能夠獲得較大提高。

本發(fā)明采取以下鍛造工藝技術(shù)方案：

⒈鋼錠準(zhǔn)備：自耗鋼錠經(jīng)均勻化退火及表面車(chē)光。

⒉采用快鍛機(jī)鐓拔開(kāi)坯、聯(lián)合精鍛機(jī)成材的鍛造工藝：

⑴快鍛開(kāi)坯：

①過(guò)程使用保溫棉保護(hù)，降低表面降溫速率，減少棒材內(nèi)外溫差；

②快鍛工藝：采用高溫1160℃～1170℃鐓粗+1090℃～1110℃低溫拔長(zhǎng)+1110℃～1130℃中溫拔長(zhǎng)的工藝；鐓粗變形量20％～25％、低溫拔長(zhǎng)變形量不小于30％、末火次變形量不小于50％，坯料直接轉(zhuǎn)移至精鍛機(jī)加熱爐升溫和保溫。

⑵精鍛工藝：

精鍛機(jī)一火次成材，加熱溫度1110℃～1130℃，保溫時(shí)間根據(jù)坯料尺寸決定，透燒后進(jìn)行精鍛，變形量不小于20％，終鍛表面溫度不低于950℃。

本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)：

⒈采用快鍛機(jī)和精鍛機(jī)聯(lián)合生產(chǎn)；

⒉快鍛機(jī)每火次加熱工藝及變形量控制：

快鍛高溫鐓粗目的是在鋼錠內(nèi)M6C碳化物回溶狀態(tài)下鋼錠加工塑性較好，對(duì)內(nèi)部鑄態(tài)組織進(jìn)行適當(dāng)破碎，同時(shí)增加鋼錠截面尺寸，為保證后續(xù)變形量做準(zhǔn)備；低溫保溫和拔長(zhǎng)工藝可避免晶粒長(zhǎng)大，提高鍛制變形過(guò)程中徑向變形深度，提高內(nèi)部?jī)?chǔ)能，利于棒材內(nèi)部組織細(xì)化，30％的變形量可在鋼錠初期整體塑性不是很好的狀態(tài)下，避免形成表面及內(nèi)部裂紋，下火次加熱變形后經(jīng)過(guò)組織再結(jié)晶進(jìn)一步提高合金塑性；末火次中溫加熱及50％以上變形量控制，使上火次沒(méi)有再結(jié)晶的組織能夠完成靜態(tài)再結(jié)晶，并且組織不至于過(guò)分長(zhǎng)大，也可保證本火次鍛制過(guò)程表面塑性的前提下，單火次有足夠的變形量使棒材內(nèi)部充分鍛透，增加內(nèi)部?jī)?chǔ)能，更好的完成動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，使組織得到細(xì)化；