[發(fā)明專利]細晶高強度GH4720Li合金小規(guī)格棒材的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310477727.8
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116623024A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李坤;史蒲英;劉謹;曹國鑫;楊彥朝;闞志;付寶全;劉向宏;王凱旋;李少強;杜予晅;馮勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司;西安聚能高溫合金材料科技有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05;C22F1/10;B23P15/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 劉娜

本發(fā)明公開了細晶高強度GH4720Li合金小規(guī)格棒材的制備方法，具體為：制備GH4720Li合金坯料；對GH4720Li合金坯料進行預(yù)處理；對GH4720Li合金坯料進行熱軋開坯，獲得GH4720Li合金棒材；利用熱軋后的余熱將GH4720Li合金棒材進行熱矯直，獲得GH4720Li合金小規(guī)格棒材。本發(fā)明方法制備得到的GH4720Li合金小規(guī)格棒材，其直徑在15mm～20mm之間，晶粒度在10?13級之間，室溫抗拉強度大于1620MPa，650℃抗拉強度大于1450MPa，能用于制作航空發(fā)動機用高性能高溫合金葉片。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及細晶高強度GH4720Li合金小規(guī)格棒材的制備方法。

背景技術(shù)

高溫合金作為重要的戰(zhàn)略資源，擁有耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)良性能，廣泛地應(yīng)用在航空、航天、石油、艦船、化工和電力等領(lǐng)域。高溫合金按照合金的主要元素可以分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金以及鈷基高溫合金；按產(chǎn)品系列又可以分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、鑄造高溫合金和新型高溫合金。隨著航空航天產(chǎn)業(yè)在先進發(fā)動機、燃氣輪機、核電設(shè)備等領(lǐng)域工藝上的突破，市場對高端和新型高溫合金的需求正在逐年增加。

GH4720Li合金屬于Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，長期使用溫度范圍為500℃～750℃，最高使用溫度為800℃。在該合金中加入鉻、鎢元素進行固溶強化，加入鋁、鈦元素形成時效強化相，加入硼、鈰元素凈化和強化晶界，且合金具有較高的強度以及良好的熱加工塑性。GH4720Li合金中Al和Ti元素含量之和約為7.5％，其強化相γ′相的含量高達40％以上，導(dǎo)致合金存在較大熱變形抗力，且熱加工塑性較低，進而使其成為一種難變形高溫合金。基于此，根據(jù)GH4720Li合金特點，設(shè)計了合理的熱加工工藝，制備出一種細晶高強度的GH4720Li合金小規(guī)格熱軋棒材。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供細晶高強度GH4720Li合金小規(guī)格棒材的制備方法，該棒材的晶粒度在10-12級之間，室溫抗拉強度大于1620MPa。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，細晶高強度GH4720Li合金小規(guī)格棒材的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，制備GH4720Li合金坯料；

步驟2，對GH4720Li合金坯料進行預(yù)處理；

步驟3，對GH4720Li合金坯料進行熱軋開坯，獲得GH4720Li合金棒材；

步驟4，利用熱軋后的余熱將GH4720Li合金棒材進行熱矯直，獲得GH4720Li合金小規(guī)格棒材。

本發(fā)明的特點還在于，

步驟1中，具體為：采用真空感應(yīng)、電渣重熔以及真空自耗熔煉工藝制備規(guī)格為Φ508mm的GH4720Li合金鑄錠，使用帶鋸切掉鑄錠頭尾成分風(fēng)險區(qū)域，在快鍛機上進行鍛造開坯，制備規(guī)格為Φ150mm的坯料，使用帶鋸對鍛造中間坯料進行下料，隨后在擠壓機上制備規(guī)格為Φ55mm的擠壓中間坯，即為GH4720Li合金坯料。

GH4720Li合金鑄錠按質(zhì)量百分比，其化學(xué)成分為：C：0.01～0.02％、Si：0～0.50％、Mn：0～0.50％、P：0～0.015％、S：0～0.008％、Ag：0～0.0005％、Al：2.25～2.75％、B：0.01～0.02％、Bi：0～0.00005％、Co：14.0～15.5％、Cr：15.5～16.5％、Cu：0～0.10％、Fe：0～0.50％、Mo：2.75～3.25％、Pb：0～0.0010％、Ti：4.75～5.25％、W：1.00～1.50％、Zr：0.025～0.050％、O：0～0.0020％、N：0～0.0032％，余量為Ni，以上成分質(zhì)量百分比之和為100％。

步驟2中，具體為：