一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法技术

本发明专利技术公开一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法。所述方法基于GH4169合金锻造工艺，采用五种不同Nb含量的双锥试样，分别在五种预设温度下进行锻造实验，分析Nb含量、变形温度和应变量对晶粒均匀性的影响，获得五种不同Nb含量、五种不同变形温度下锻造后晶粒所需的最小应变。从而在锻件的实际生产中，可以根据材料的Nb成分含量选取最小应变和变形温度进行锻造工艺设计，能够避免因对材料施加过大载荷而所造成的成本浪费，提高锻造方法的适用性，并且提高锻件组织均匀性。

A Forging Method Based on Minimum Strain Required for Uniform Microstructure

【技术实现步骤摘要】
一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法
本专利技术涉及合金锻造制备
，特别是涉及一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法。
技术介绍
GH4169合金相当于美国Inconel718合金、法国NC19FeNb合金，是一种沉淀强化Ni基(镍基)变形高温合金，以奥氏体γ为基体，体心四方γ″(Ni3Nb)和面心立方γ′(Ni3(Al，Ti))作为强化相；在650℃以下具有较好的持久强度，加上优异的拉伸强度、疲劳强度和屈服强度，成为先进航空发动机优选的机匣材料，用于制作推重比为7的先进航空发动机涡轮盘件，与它成分相同的Inconel718合金在国外广泛用于制作不同型号的发动机涡轮机匣。在生产应用过程中，对所需的GH4169合金锻件的基本要求为组织均匀，才能保证锻件各部位性能的一致性。但是，GH4169合金的组织对工艺参数十分敏感，GH4169合金的Nb成分波动使得GH4169合金锻件获得均匀组织所需的锻造温度和最小变形量存在差异，导致相同工艺条件下，锻件出现组织不均匀现象，不能满足锻件组织要求。专利CNIO4732012A提供了一种基于亚尺寸双锥压缩实验的合金锻件晶粒度与锻造热力参数关系的建立方法，并基于该方法成功获得了满足要求的GH4169合金盘件。但是，该专利技术只对单一成分组合的GH4169合金进行了研究，因此仅针对单一成分组合的GH4169合金有效，不适用于多种不同成分的GH4169合金材料。将专利CNIO4732012A提供的方法应用于不同Nb成分的GH4169合金材料的锻造时，锻件组织均匀性不能满足锻件组织要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法，以解决现有合金锻造方法不适用于多种不同成分的GH4169合金材料，导致锻件组织均匀性不能满足锻件组织要求的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法，所述锻造方法包括：准备预设Nb含量的双锥试样；所述双锥试样为GH4169合金的双锥形试样；对所述预设Nb含量的双锥试样在预设温度下进行锻造实验，获得所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的金相组织照片；根据所述金相组织照片确定所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的最小应变并存储于数据库中；获取待锻造的GH4169合金锻件及变形温度；根据所述待锻造的GH4169合金锻件的Nb含量以及所述变形温度，从所述数据库中提取所述待锻造的GH4169合金锻件及所述变形温度对应的最小应变；根据所述变形温度及所述最小应变对所述GH4169合金锻件进行锻造，形成组织均匀的GH4169合金锻件。可选的，所述准备预设Nb含量的双锥试样，具体包括：准备预设Nb含量的双锥试样；所述预设Nb含量的范围为5.07％～5.15％、5.27％～5.29％、5.40％、5.41％～5.44％或5.42％～5.46％。可选的，所述对所述预设Nb含量的双锥试样在预设温度下进行锻造实验，获得所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的金相组织照片，具体包括：对所述预设Nb含量的双锥试样涂抹润滑剂；将涂抹润滑剂后的所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下保温1h，进行压缩实验；对压缩后的双锥试样进行切割、研磨、腐蚀，形成处理后的双锥试样；通过金相显微镜获得所述处理后的双锥试样的金相组织照片。可选的，所述将涂抹润滑剂后的所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下保温1h，进行压缩实验，具体包括：将涂抹润滑剂后的所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下保温1h，进行压缩实验；所述预设温度为960℃、980℃、1000℃、1020℃或1040℃。可选的，所述根据所述金相组织照片确定所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的最小应变并存储于数据库中，具体包括：采用Image-Pro图像处理软件对所述金相组织照片中的晶粒直径大小进行统计，判断预设应变处的组织晶粒是否均匀，获得第一判断结果；若所述第一判断结果为所述预设应变处的组织晶粒均匀，则确定所述预设应变为所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的最小应变，并将所述预设Nb含量、所述预设温度与所述最小应变对应存储于数据库中；若所述第一判断结果为所述预设应变处的组织晶粒不均匀，则不进行存储。可选的，所述判断预设应变处的组织晶粒是否均匀，获得第一判断结果，具体包括：统计所述金相组织照片中所述预设应变处的晶粒直径，若所述预设应变处有90％以上的晶粒直径为同一级别，则确定所述第一判断结果为所述预设应变处的组织晶粒均匀；若所述预设应变处没有90％以上的晶粒为同一级别，则确定所述第一判断结果为所述预设应变处的组织晶粒不均匀。可选的，所述预设应变处为所述金相组织照片中应变为0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3或1.5处的组织。可选的，所述根据所述变形温度及所述最小应变对所述GH4169合金锻件进行锻造，形成组织均匀的GH4169合金锻件，具体包括：对GH4169合金坯料在不同变形量下进行压缩实验，获得满足所述最小应变要求的应变区域；根据所述应变区域确定所述GH4169合金锻件的锻件尺寸；对具有所述锻件尺寸的所述GH4169合金锻件在所述变形温度下进行锻造，形成组织均匀的GH4169合金锻件。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法，基于GH4169合金锻造工艺，本专利技术采用五种不同Nb含量的双锥试样，分别在960℃/980℃/1000℃/1020℃/1040℃五种预设温度下进行锻造实验，分析Nb含量、变形温度和应变量对晶粒均匀性的影响，获得五种不同Nb含量、五种不同变形温度下锻造后晶粒所需的最小应变。从而在锻件的实际生产中，可以根据材料的Nb成分含量选取最小应变和变形温度进行锻造工艺设计，能够避免因对材料施加过大载荷而所造成的成本浪费，提高锻造方法的适用性，并且提高锻件组织均匀性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本专利技术提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的基于组织均匀所需最小应变的锻造方法的流程图；图2为本专利技术提供的φ60×60双锥形试样的结构示意图；图3为本专利技术提供的φ60×60双锥试样锻造后的应变分布图；图4为本专利技术提供的一定Nb含量和一定温度下晶粒均匀所需的最小应变值分布图；图5为本专利技术提供的GH4169合金锻件锻造前的组织照片图；图6为采用本专利技术方法对GH4169合金锻件进行锻造后的组织照片图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法，以解决现有合金锻造方法不适用于多种不同成分的GH4169合金材料，导致锻件组织均匀性不能满足锻件组织要求的问题。为使本专利技术的上述目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法，其特征在于，所述锻造方法包括：准备预设Nb含量的双锥试样；所述双锥试样为GH4169合金的双锥形试样；对所述预设Nb含量的双锥试样在预设温度下进行锻造实验，获得所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的金相组织照片；根据所述金相组织照片确定所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的最小应变并存储于数据库中；获取待锻造的GH4169合金锻件及变形温度；根据所述待锻造的GH4169合金锻件的Nb含量以及所述变形温度，从所述数据库中提取所述待锻造的GH4169合金锻件及所述变形温度对应的最小应变；根据所述变形温度及所述最小应变对所述GH4169合金锻件进行锻造，形成组织均匀的GH4169合金锻件。

【技术特征摘要】
1.一种基于组织均匀所需最小应变的锻造方法，其特征在于，所述锻造方法包括：准备预设Nb含量的双锥试样；所述双锥试样为GH4169合金的双锥形试样；对所述预设Nb含量的双锥试样在预设温度下进行锻造实验，获得所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的金相组织照片；根据所述金相组织照片确定所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的最小应变并存储于数据库中；获取待锻造的GH4169合金锻件及变形温度；根据所述待锻造的GH4169合金锻件的Nb含量以及所述变形温度，从所述数据库中提取所述待锻造的GH4169合金锻件及所述变形温度对应的最小应变；根据所述变形温度及所述最小应变对所述GH4169合金锻件进行锻造，形成组织均匀的GH4169合金锻件。2.根据权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，所述准备预设Nb含量的双锥试样，具体包括：准备预设Nb含量的双锥试样；所述预设Nb含量的范围为5.07％～5.15％、5.27％～5.29％、5.40％、5.41％～5.44％或5.42％～5.46％。3.根据权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，所述对所述预设Nb含量的双锥试样在预设温度下进行锻造实验，获得所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下的金相组织照片，具体包括：对所述预设Nb含量的双锥试样涂抹润滑剂；将涂抹润滑剂后的所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下保温1h，进行压缩实验；对压缩后的双锥试样进行切割、研磨、腐蚀，形成处理后的双锥试样；通过金相显微镜获得所述处理后的双锥试样的金相组织照片。4.根据权利要求3所述的锻造方法，其特征在于，所述将涂抹润滑剂后的所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下保温1h，进行压缩实验，具体包括：将涂抹润滑剂后的所述预设Nb含量的双锥试样在所述预设温度下保温1h，进行压缩实验；所述...

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