一种高温合金锻造及热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种高温合金锻造及热处理方法，高温合金锻造技术领域。本发明专利技术的高温合金锻造及热处理方法包括以下步骤：控制原料的锻造温度，锻造形变程度，保温时长，根据所得晶粒度进行不同结构优化锻造数据，确定高温合金锻造及热处理过程中退火温度范围，固溶温度范围，时效温度等。使所得高温合金产品的组织和性能参数符合室温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≤1117，屈服强度(MPa)≤731，延伸率(％)≤20，断面收缩率(％)≤23；760℃高温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≤820，屈服强度(MPa)≤607，延伸率(％)≤8，断面收缩率(％)≤10。

Forging and heat treatment of Superalloy

【技术实现步骤摘要】
一种高温合金锻造及热处理方法
本专利技术涉及高温合金锻造
，尤其是一种高温合金锻造及热处理方法。
技术介绍
高温合金也被称为热强合金或超级合金，根据加工工艺的不同分为铸造高温合金、变形高温合金及粉末高温合金。目前高温合金材料主要用于制造航空发动机、燃气轮机的耐高温材料制造，如喷气发动机的气压机、涡轮叶片、涡轮盘等部位。经过几十年的发展，欧美等发达国家已经形成完善的科研、生产和市场体系，为先进发动机、燃气轮机制造业的不断发展提供了重要的技术基础和市场保障。GTD222是1989年开始研制的用于燃气涡轮喷嘴的铸造高温合金合金，是镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，主要用于工作温度在1,000℃以下的导向叶片以及长期服役的静止件，与同类用途的镍基合金相比，GTD222合金具有良好的长期时效组织稳定性该合金的成分，是在WASPALOY的基础上将钛元素替换为铌元素和钽元素。GTD222为γ强化相的镍基高温合金，其γ相的溶解开始和接受温度随着碳含量的增加而增加，γ相的溶解温度取决于基体中碳钛、碳铌和碳钽化合物的增加。碳含量由0.02％增加到0.13％能得到更好的基体组织。但是相比WASPALOY合金，GTD222合金的锻造温度范围更窄，更容易产生锻造裂纹。若选用锻造温度低，则材料表面裂纹严重，若温度高则晶粒度较粗导致组织性能不能满足使用要求,且该材料的高温性能较差，热处理温度对其高温性能及组织影响较大。目前GTD222合金为，GE公司仅对少部分公司相关研发项目提供GTD222合金，而GTD222合金成分要求严格，不仅Al、Ti等关键合金化元素名义范围窄，且对许多微量元素含量具有严格控制。因此，我国在GTD222锻造及热处理领域的研究仍处于空白，市场迫切需要在GTD222锻造及热处理的技术成果。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种高温合金锻造及热处理方法，包括五个步骤。步骤一：从高温合金原材料取第一试样N个，其中N为偶数并大于等于2，在锻造温度Ti下对每个第一试样锻造变形，使试样锻造变形量达到Sb，然后测试每个第一试样的晶粒度Gm，其中Ti+1＝Ti+T0,Sb+1＝Sb+S0,选取第一试样在不同锻造变形量Sb时晶粒度Gm大于等于G0的Ti中温度值最低者为Tmin，选取第一试样在不同锻造变形量Sb时晶粒度Gm大于等于G0的Ti中温度值最高者为Tmax；步骤2：将步骤1中锻造后试样的晶粒度Gm大于等于G0的每个试样制成n个第二试样，其中n为偶数并大于等于2，将每个第二试样在保温温度Th下保温时长为Wt，其中Th+1＝Th+T1,Wt+1＝Wt+W0,然后测试每个第二试样的晶粒度Gk，选取第二试样在不同保温时长Wt时晶粒度GK大于等于G0的保温温度Th的温度值最低者为Tmin2，选取第二试样在不同锻造变形量Sb时晶粒度Gm大于等于G0的保温温度Th的温度值最高者为Tmax2；步骤3：从高温合金原材料取第三试样N个，其中N为偶数并大于等于2，设定锻造温度Tj大于Tmin并小于Tmax对每一个第三试样进行锻造，使试样锻造变形量达到Sb，其中Sb+1＝Sb+S0，然后设定保温温度Tk大于Tmin2并小于Tmax2，然后测试每个第三试样的晶粒度Gw，选取第三试样晶粒度Gw大于等于G0的锻造变形量Sb中最低者为Smin,选取第三试样晶粒度Gw大于等于G0的锻造变形量Sb中最高者为Smax；步骤4：从高温合金原材料取第四试样N个，其中N为偶数并大于等于2，第四试样为环形件，对每一个第四试样的锻造温度设定为大于Tmin并小于Tmax并且锻造变形量设定为大于Smin并小于Smin进行锻造，然后将锻造后的第四试样的保温温度设定为大于Tmin2并小于Tmax2；。步骤5：将步骤4的每一个第四试样制成L个第五试样，其中L为偶数并大于等于2,然后依次对第五试样在退火温度Tt进行退火处理，在固溶温度Tg进行固溶处理，在时效温度Ts进行时效处理，然后对第五试样进行组织和性能测试，选出第五试样组织和性能参数合格时的最低退火温度值为Ttmin，最高退火温度值为Ttmax，选出第五试样组织和性能合格时的最低固溶温度值为Tgmin，最高固溶温度值为Tgmax，选出第五试样组织和性能合格时的最低时效温度值为Tsmin，最高时效温度值为Tsmax。进一步地，所述T0为常数值，所述T0为5℃、10℃、20℃、30℃、40℃或50℃。进一步地，所述的S0常数值，所述S0为5％、10％、20％、30％、40％或50％。进一步地，所述G0晶粒度等级，G0≥4级。进一步地，所述的W0为常数值，W0为30分钟、60分钟、90分钟、120分钟或150分钟。进一步地，所述步骤五中第五试样的组织和性能参数设定的合格值为以下参数：室温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≤1117，屈服强度(MPa)≤731，延伸率(％)≤20，断面收缩率(％)≤23；760℃高温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≤820，屈服强度(MPa)≤607，延伸率(％)≤8，断面收缩率(％)≤10。进一步地，所述高温合金产品中各组分按重量百分比计为：C：0.06-0.12，Cr:22.00-23.00，Co：18.50-19.50，W：1.80-2.20，Nb：0.65-0.95，Ta：0.85-1.15，Ti：2.10-2.40，Al：1.10-1.40，Zirconium：0.005-0.070，B：0.002-0.007，Mo≤0.20，Fe≤0.70，Mn≤0.10，Cu≤0.10，V≤0.10，Si≤0.15，S≤0.007，Pb≤0.015，Mg≤0.0070，其余为Ni。进一步地，所述高温合金产品的锻造温度设定为大于等于Tmin并小于等于Tmax并且锻造变形量设定为大于等于Smin并小于等于Smin进行锻造。进一步地，所述保温温度设定为大于等于Tmin2并小于等于Tmax2。进一步地，所述退火温度值设定为大于等于Ttmin并小于等于Ttmax。进一步地，所述固溶温度设定为大于等于Tgmin并小于等于Tgmax。进一步地，所述时效温度值设定为大于等于Tsmin并小于等于Tsmax。进一步地，所述高温合金产品的晶粒度等级≥4级。进一步地，所述高温合金产品的组织和性能参数符合以下条件：室温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≤1117，屈服强度(MPa)≤731，延伸率(％)≤20，断面收缩率(％)≤23；760℃高温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≤820，屈服强度(MPa)≤607，延伸率(％)≤8，断面收缩率(％)≤10附图说明图1为本专利技术一种高温合金锻造及热处理方法的实施流程图。具体实施方式以下结合附图及具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步的说明。本实施例的一种高温合金锻造及热处理方法，包括以下步骤：步骤一：从高温合金原材料取第一试样8个，分别在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温合金锻造及热处理方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：从高温合金原材料取第一试样N个，其中N为偶数并大于等于2，在锻造温度T

【技术特征摘要】
1.一种高温合金锻造及热处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：从高温合金原材料取第一试样N个，其中N为偶数并大于等于2，在锻造温度Ti下对每个第一试样锻造变形，使试样锻造变形量达到Sb，然后测试每个第一试样的晶粒度Gm，其中Ti+1＝Ti+T0,Sb+1＝Sb+S0,选取第一试样在不同锻造变形量Sb时晶粒度Gm大于等于G0的Ti中温度值最低者为Tmin，选取第一试样在不同锻造变形量Sb时晶粒度Gm大于等于G0的Ti中温度值最高者为Tmax；
步骤2：将步骤1中锻造后试样的晶粒度Gm大于等于G0的每个试样制成n个第二试样，其中n为偶数并大于等于2，将每个第二试样在保温温度Th下保温时长为Wt，其中Th+1＝Th+T1,Wt+1＝Wt+W0,然后测试每个第二试样的晶粒度Gk，选取第二试样在不同保温时长Wt时晶粒度GK大于等于G0的保温温度Th的温度值最低者为Tmin2，选取第二试样在不同锻造变形量Sb时晶粒度Gm大于等于G0的保温温度Th的温度值最高者为Tmax2；
步骤3：从高温合金原材料取第三试样N个，其中N为偶数并大于等于2，设定锻造温度Tj大于Tmin并小于Tmax对每一个第三试样进行锻造，使试样锻造变形量达到Sb，其中Sb+1＝Sb+S0，然后设定保温温度Tk大于Tmin2并小于Tmax2，然后测试每个第三试样的晶粒度Gw，选取第三试样晶粒度Gw大于等于G0的锻造变形量Sb中最低者为Smin,选取第三试样晶粒度Gw大于等于G0的锻造变形量Sb中最高者为Smax；
步骤4：从高温合金原材料取第四试样N个，其中N为偶数并大于等于2，第四试样为环形件，对每一个第四试样的锻造温度设定为大于Tmin并小于Tmax并且锻造变形量设定为大于Smin并小于Smin进行锻造，然后将锻造后的第四试样的保温温度设定为大于Tmin2并小于Tmax2；。
步骤5：将步骤4的每一个第四试样制成L个第五试样，其中L为偶数并大于等于2,然后依次对第五试样在退火温度Tt进行退火处理，在固溶温度Tg进行固溶处理，在时效温度Ts进行时效处理，然后对第五试样进行组织和性能测试，选出第五试样组织和性能参数合格时的最低退火温度值为Ttmin，最高退火温度值为Ttmax，选出第五试样组织和性能合格时的最低固溶温度值为Tgmin，最高固溶温度值为Tgmax，选出第五试样组织和性能合格时的最低时效温度值为Tsmin，最高时效温度值为Tsmax。


2.根据权利要求1所述的一种高温合金锻造及热处理方法，其特征在于：所述的T0常数值，T0为5℃、10℃、20℃、30℃、40℃或50℃。


3.根据权利要求1所述的一种高温合金锻造及热处理方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝辉，项春花，谢撰业，王华东，邹朝江，王攀智，杨旭，安世毫，
申请(专利权)人：贵州航宇科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52