一种GH4169合金环件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种GH4169合金环件及其制备方法，包括以下步骤：将GH4169合金坯料在1020～1040℃依次进行镦饼、制孔、第一轧制、第二轧制和第三轧制，所述第三轧制的变形量为10～15％，最后进行热处理，得到GH4169合金环件。本发明专利技术通过控制镦饼、制孔和轧制的温度，并且将轧制工序分为三个阶段，通过控制第三轧制的变形量，得到6级匀晶组织，表层残余应力低的GH4169合金环件。实验结果表明，本发明专利技术提供的制备方法制备的GH4169合金环件微观组织为6级匀晶，表层残余应力绝对值低于250MPa。

GH4169 alloy ring piece and preparation method thereof

The invention provides a GH4169 alloy ring and a preparation method thereof, which comprises the following steps: GH4169 alloy at 1020 ~ 1040 C in upsetting, drilling, rolling, rolling second first and third rolling, deformation of the rolling third is 10 ~ 15%, the final heat treatment, GH4169 alloy ring. The temperature controlled by upsetting, hole and rolling, and the rolling process is divided into three stages, the third rolling deformation control, get 6 uniform grain, surface residual stress of GH4169 alloy with low ring. The experimental results show that the microstructure of GH4169 alloy ring prepared by the method is 6 grade homogenization, and the absolute value of residual stress of surface layer is lower than 250MPa.

【技术实现步骤摘要】
一种GH4169合金环件及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
，特别涉及一种GH4169合金环件及其制备方法。
技术介绍
GH4169合金是20世纪60年代发展的一种铌强化的沉淀硬化型镍-铁基高温合金，基体是Ni-Fe基奥氏体，主要强化相是体心立方相。该合金具有较好的高温力学性能、良好的热工艺和焊接性能，目前在航空发动机涡轮盘、叶片、石油管道、核工业结构件等领域得到广泛应用，主要用于制造机匣、火焰筒等环件和盘、轴等转动部件。环件轧制是利用轧辊驱动环件转动，通过轧制孔型的连续轧制变形，使环件直径不断增大，壁厚减小，截面逐渐成形的特殊塑性加工过程。环件轧制技术是目前生产高性能无缝环件最为有效的手段之一，在航空、航天、能源、交通等诸多领域获得广泛应用。目前，GH4169合金环件的成形工艺只能达到满足力学性能和晶粒度级差控制在2级以内的要求，很难达到工件的各个部位都能达到6级匀晶和表层残余应力较低的要求。如中国专利技术专利CN104148557A中公开了一种GH4169复杂截面环形件的成形方法：将GH4169合金加热至1000±10℃，经变形量为40％-50％的锻造变形后，在890℃保温10h，再升温至950℃保温3小时；再加热到锻造温度，经镦饼、制孔、平高度，得到该合金环坯；在1000-1040℃的温度下进行轧制成形，获得环形件。该专利中的技术方案制备的GH4169合金环件固溶时效后组织为12级晶粒度，残余应力绝对值为400-600MPa，并不能满足表层残余应力绝对值低于250MPa和6级匀晶的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种GH4169合金环件及其制备方法。本专利技术制备得到的GH4169合金环件能够满足表层残余应力绝对值低于250MPa和6级匀晶的要求。本专利技术提供了一种GH4169合金环件的制备方法，包括以下步骤：(1)将GH4169合金坯料在1020～1040℃进行镦饼，得到饼坯；(2)将所述步骤(1)得到的饼坯在1020～1040℃进行制孔，得到环坯；(3)将所述步骤(2)得到的环坯依次进行第一轧制、第二轧制和第三轧制，所述第一轧制、第二轧制和第三轧制的温度独立地为1020～1040℃，所述第三轧制的变形量为10～15％，得到终轧件；(4)将所述步骤(3)得到的终轧件进行热处理，得到GH4169合金环件。优选的，所述步骤(1)中GH4169合金坯料的晶粒度为6级以上。优选的，所述步骤(1)中镦饼的变形量为40～50％。优选的，所述步骤(1)中镦饼的变形速率为4～6mm/s。优选的，所述步骤(3)中第一轧制的变形量为10～20％。优选的，所述步骤(3)中第一轧制的芯辊进给速度为0.5～1.5mm/s。优选的，所述步骤(3)中第二轧制的变形量为20～30％。优选的，所述步骤(3)中第二轧制的芯辊进给速度为0.5～1.5mm/s。优选的，所述步骤(3)中第三轧制的芯辊进给速度为0.5～1.5mm/s。本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备的GH4169合金环件，微观组织为6级匀晶，表层残余应力绝对值低于250MPa。本专利技术提供了一种GH4169合金环件的制备方法，包括以下步骤：将GH4169合金坯料在1020～1040℃依次进行镦饼、制孔、第一轧制、第二轧制和第三轧制，所述第一轧制、第二轧制和第三轧制的温度相同或不同，所述第三轧制的变形量为10～15％，最后进行热处理，得到GH4169合金环件。本专利技术通过控制镦饼、制孔和轧制的温度，并且将轧制工序分为三个阶段，通过控制第三轧制的变形量，得到晶粒细小均匀，表层残余应力低的GH4169合金环件。实验结果表明，本专利技术提供的制备方法制备的GH4169合金环件微观组织为6级匀晶，表层残余应力绝对值低于250MPa。附图说明图1为本专利技术实施例1中使用的GH4169合金坯料的显微组织图；图2为本专利技术实施例1中得到的环坯的结构尺寸图；图3为本专利技术实施例1中得到的预轧件的结构尺寸图；图4为本专利技术实施例1中得到的中轧件的结构尺寸图；图5为本专利技术实施例1中得到的终轧件的结构尺寸图；图6为本专利技术实施例1中制备的GH4169合金环件的显微组织图；图7为本专利技术实施例1中制备的GH4169合金环件外端面残余应力雷达图；图8为本专利技术实施例2中得到的环坯的结构尺寸图；图9为本专利技术实施例2中得到的预轧件的结构尺寸图；图10为本专利技术实施例2中得到的中轧件的结构尺寸图；图11为本专利技术实施例2中得到的终轧件的结构尺寸图；图12为本专利技术实施例2中制备的GH4169合金环件的显微组织图；图13为本专利技术实施例2中制备的GH4169合金环件外端面残余应力雷达图。具体实施方式本专利技术提供了一种GH4169合金环件的方法，包括以下步骤：(1)将GH4169合金坯料在1020～1040℃进行镦饼，得到饼坯；(2)将所述步骤(1)得到的饼坯在1020～1040℃进行制孔，得到环坯；(3)将所述步骤(2)得到的环坯依次进行第一轧制、第二轧制和第三轧制，所述第一轧制、第二轧制和第三轧制的温度独立地为1020～1040℃，所述第三轧制的变形量为10～15％，得到终轧件；(4)将所述步骤(3)得到的终轧件进行热处理，得到GH4169合金环件。本专利技术将GH4169合金坯料在1020～1040℃进行镦饼，得到饼坯。在本专利技术中，所述镦饼的温度优选为1025～1035℃，更优选为1028～1032℃。在本专利技术中，所述镦饼的变形量优选为40～50％，更优选为43～47％。在本专利技术中，所述镦饼的变形速率优选为4～6mm/s，更优选为4.5～5mm。在本专利技术中，所述镦饼用模具的温度优选为260～400℃，更优选为300～350℃。本专利技术对所述镦饼的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的镦饼的装置即可。在本专利技术中，所述镦饼优选在液压机上进行。在本专利技术中，所述GH4169合金坯料的晶粒度优选为6级以上，更优选为6级匀晶。本专利技术对所述GH4169合金坯料的形状和尺寸没有特殊的限定，根据环件的最终形状和尺寸进行调整即可。得到饼坯后，本专利技术将所述饼坯在1020～1040℃进行制孔，得到环坯。在本专利技术中，所述制孔的温度优选为1025～1035℃，更优选为1028～1032℃。在本专利技术中，所述制孔用模具的温度优选为260～400℃，更优选为300～350℃。本专利技术对所述环坯的尺寸没有特殊的限定，根据产品所需尺寸进行调整即可。在本专利技术中，所述环坯的外径优选为400～700mm，更优选为448～685mm。在本专利技术中，所述环坯的内径优选为190～450mm，更优选为198～430mm。在本专利技术中，所述环坯的高度优选为100～200mm，更优选为130～185mm。在本专利技术中，所述制孔优选包括冲孔和扩孔。本专利技术对所述制孔的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制孔的设备即可。在本专利技术中，所述冲孔优选在液压机上进行。在本专利技术中，所述冲孔过程中，液压机下压速度优选为8～10mm/s。在本专利技术中，所述扩孔的装置优选为马架。得到环坯后，本专利技术将所述环坯在1020～1040℃依次进行第一轧制、第二轧制和第三轧制，所述第一轧制、第二轧制和第三轧制的温度相同或不同，所述第三轧制的变形量为10～15％，得到终轧件。在本专利技术中，所述第一轧制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GH4169合金环件的制备方法，包括以下步骤：(1)将GH4169合金坯料在1020～1040℃进行镦饼，得到饼坯；(2)将所述步骤(1)得到的饼坯在1020～1040℃进行制孔，得到环坯；(3)将所述步骤(2)得到的环坯依次进行第一轧制、第二轧制和第三轧制，所述第一轧制、第二轧制和第三轧制的温度独立地为1020～1040℃，所述第三轧制的变形量为10～15％，得到终轧件；(4)将所述步骤(3)得到的终轧件进行热处理，得到GH4169合金环件。

【技术特征摘要】
1.一种GH4169合金环件的制备方法，包括以下步骤：(1)将GH4169合金坯料在1020～1040℃进行镦饼，得到饼坯；(2)将所述步骤(1)得到的饼坯在1020～1040℃进行制孔，得到环坯；(3)将所述步骤(2)得到的环坯依次进行第一轧制、第二轧制和第三轧制，所述第一轧制、第二轧制和第三轧制的温度独立地为1020～1040℃，所述第三轧制的变形量为10～15％，得到终轧件；(4)将所述步骤(3)得到的终轧件进行热处理，得到GH4169合金环件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中GH4169合金坯料的晶粒度为6级以上。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中镦饼的变形量为40～50％。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建国，刘东，杨艳慧，王海平，赵达裕，张喆，王海，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61