一种高温合金的锻造和热处理方法及其产品，属于合金锻造技术领域。合金组分按重量百分比计为：Mo：21‑24，Cr：7‑10，Wu：5‑8，Fe：≤2，Mn：≤0.8，Al：≤0.5，C：≤0.03，其余为Ni。优点在于，该方法制造的产品使用温度可以达到760℃，且在760℃下使用时，低膨胀，强度高，650℃高温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≥896，屈服强度(MPa)≥552，延伸率(％)≥13，断面收缩率(％)≥16，有效降低了合金在锻造过程中的开裂风险。
【技术实现步骤摘要】
一种高温合金锻造热处理方法及其产品
本专利技术涉及一种锻造方法，具体涉及一种高温合金的锻造方法。
技术介绍
金属及合金的热膨胀是晶格点阵的非协调振动所致。普通金属材料的体积是随温度的上升而几乎直线性地膨胀，在20℃至80℃间，就线膨胀系数a而言，铁素体耐热钢通常约为10～14X106/℃,Ni基高温合金约为12～16X106/℃,Fe-Ni基高温合金约为14～17X106/℃，奥氏体钢约为16～19X106/℃。但某些具有特殊成分配比的合金具有反常的低膨胀或常膨胀系数，而被称为低膨胀合金。从最早的商用低膨胀Fe-Ni合金(Fe-36％Ni,Invar合金)，Fe-Ni-Co(国际合金牌号IN9XX,国内合金牌号GH9XX)系列低膨胀合金，到Ni-Co-Fe系列低膨胀合金及最近开发的Thermo-Span、In738、Haynes242和USC141低膨胀合金，人们一直通过调整合金成分来研发能满足在不同温度下所需的各种低膨胀合金。近来，随着航空和能源领域的迅速发展，促生了高温低膨胀合金及其快速发展。目前，高温低膨胀合金被广泛用于制作燃气轮机和蒸气涡轮的密封环、轴、机匣、叶片、紧固件和其它在一定的高温环境中要求尺寸近似恒定的结构部件。以往的研究表明，低膨胀合金的高温抗氧化性能差会严重影响它的使用温度范围，低热膨胀性和高抗氧化性是低膨胀高温合金中的一对矛盾，相互影响并制约着高温低膨胀合金的发展。为了使合金保持较低的低膨胀系数，早期开发的低膨胀合金一般不含抗氧化的Cr、Al等元素，致使合金的抗氧化性能较差，如专利US4200459.US5192497,特许公开昭54-90013,特开平5-70894.合金IN907、IN909和HRA929等。为了提高此类合金的抗氧化性能，人们试图加Cr、Al等元素，如专利US4006012、CN1053094A、US4200459.CN1053094A、CN102485930A,特原2007-225702、特原2010-95940等。改进型低膨胀合金HRA929C含有8.0％Cr,IN783含20％Cr,Thermal-Span含5.5％Cr,Haynes242含8.0％Cr,而USC141含20％Cr。合金中Cr量的增加虽然改善了合金的抗氧化性能，但也增加了使合金保持高温低膨胀性的设计难度，因为Cr的加入将导致合金热膨胀系数随温度提高而大幅增加。80年代末，美国Haynes公司研发了一种含Cr(2％)、Mo(25％)、Ni(8％)的高温低膨胀Ni-Mo-Cr合金,Hayness242合金，合金在20℃和750之间的热膨胀系数约为14X106/℃.Haynes244是一种新型的760℃低热膨胀高强度合金，其化学成分为Ni-8Cr-22.5Mo-6W。Haynes244材料与Haynes242材料较为接近，两者相比，Haynes242的使用温度限制在650℃左右，而Haynes244的使用温度可以达到760℃，且在760℃下，Haynes244的强度明显强于Haynes242，能够满足高温低热膨胀合金的需求，以Haynes244材料生产的零件现已被广泛用于各类先进的燃机中，是首选的航空发动机优质零部件。Haynes244合金的锻造温度范围与其他类型的高温合金相比相对较窄，且锻造过程中容易产生锻造裂纹。若选用锻造温度过低，锻后表面裂纹较为严重，若温度过高则容易导致晶粒度较粗或组织性能达不到使用要求,热处理温度对其高温性能及组织影响较大。该材料在国内锻造行业为新型材料，其锻造和热处理参数与产品的性能组织规律无参考值以及该材料在锻造过程中容易产生裂纹，很难运用在目前的工业制造之中。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高温合金的锻造和热处理方法，采用该方法制造的产品使用温度可以达到760℃，低膨胀，强度高，650℃高温拉伸状态下：抗拉强度(MPa)≥896，屈服强度(MPa)≥552，延伸率(％)≥13，断面收缩率(％)≥16，有效降低了合金在锻造过程中的开裂风险。一种高温合金锻造热处理方法，包括以下步骤：步骤1：从高温合金原材料中选取N个第一试样，其中N为奇数且N≥3，在锻造温度Th，保温时长Wx下，使试样锻造变形量达到Sa；然后测试每个第一试样的晶粒度Gm，其中Th+1＝Th+T0,Sa+1＝Sa+S0,选取第一试样在不同锻造变形量Sa时晶粒度Gm大于等于G0的Th中温度值最低者为Tmin，选取第一试样在不同不同晶粒度Gm时锻造变形量Sa大于等于S0的Th中温度值最高者为Tmax；选取第一试样在不同锻造温度Th时晶粒度Gm大于等于G0的Sa中变形量最低者为Smin，选取第一试样在不同晶粒度Gm时锻造温度Th大于等于T0的Sa中变形量最高者为Smax；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为奇数且N≥3，将每个第二试样在加热温度Ti保温时长为Wy下进行热处理后冷却，其中Ti+1＝Ti+T0,Wy+1＝Wy+W0,然后测试每个第二试样的晶粒度Gn，选取第二试样在不同保温时长Wy时晶粒度Gn大于等于G0的加热温度Ti的温度值最低者为Tmin2，选取第二试样在不同保温时长Wy时晶粒度Gn大于等于G0的加热温度Ti的温度值最高者为Tmax2；步骤3：将步骤2中锻造后试样的晶粒度Gn大于等于G0的每个试样制成N个第三试样，其中N为奇数且N≥3，将每个第三试样在加热温度Tj保温时长为Wz下进行热处理后冷却，其中Tj+1＝Tj+T0,Wz+1＝Wz+W0,然后测试每个第三试样的晶粒度Gp，选取第三试样在不同保温时长Wz时晶粒度Gp大于等于G0的加热温度Tj的温度值最低者为Tmin3，选取第三试样在不同保温时长Wz时晶粒度Gp大于等于G0的加热温度Tj的温度值最高者为Tmax3；步骤4：对步骤3中第三试样进行组织和性能测试，选出第三试样组织和性能参数合格时的锻件最低晶粒度Gmin,，最高晶粒度Gmax。进一步地，所述的T0常数值，T0为5℃、10℃、20℃、30℃、40℃或50℃。进一步地，所述的S0常数值，S0为5％、10％、20％、30％、40％或50％。进一步地，所述的W0为常数值，W0为5分钟、10分钟、20分钟、30分钟或50分钟。进一步地，所述的G0晶粒度等级，G0≥1级。进一步地，所述的锻造变形量Sa为10％≤Sa≤30％。进一步地，所述的保温时长Wx为:棒材的有效厚度×6min/10mm，且60min≤Wx≤120min；所述的Wy为65min≤Wy≤70min；所述的Wz为15h≤Wz≤17h.进一步地，所述的冷却方式为水冷或空气冷却。进一步地，所述的步骤二中冷却方式采用水冷，步骤三中采用空冷；或步骤二中冷却方式采用空冷，步骤三中采用水冷。进一步地，加热温度Th为1080℃≤Th≤1150℃；Ti为1050℃≤Th≤1150℃；Tj为700℃≤Th≤780℃。进一步地，第三试样的组织和性能参数设定的合格值为以下参数：室温拉伸状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高温合金锻造热处理方法，其特征包括以下步骤：/n步骤1：从高温合金原材料中选取N个第一试样，其中N为奇数且N≥3，在锻造温度T
【技术特征摘要】
1.一种高温合金锻造热处理方法，其特征包括以下步骤：
步骤1：从高温合金原材料中选取N个第一试样，其中N为奇数且N≥3，在锻造温度Th，保温时长Wx下，使试样锻造变形量达到Sa；然后测试每个第一试样的晶粒度Gm，其中Th+1＝Th+T0,Sa+1＝Sa+S0,选取第一试样在不同锻造变形量Sa时晶粒度Gm大于等于G0的Th中温度值最低者为Tmin，选取第一试样在不同不同晶粒度Gm时锻造变形量Sa大于等于S0的Th中温度值最高者为Tmax；选取第一试样在不同锻造温度Th时晶粒度Gm大于等于G0的Sa中变形量最低者为Smin，选取第一试样在不同晶粒度Gm时锻造温度Th大于等于T0的Sa中变形量最高者为Smax；
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为奇数且N≥3，将每个第二试样在加热温度Ti保温时长为Wy下进行热处理后冷却，其中Ti+1＝Ti+T0,Wy+1＝Wy+W0,然后测试每个第二试样的晶粒度Gn，选取第二试样在不同保温时长Wy时晶粒度Gn大于等于G0的加热温度Ti的温度值最低者为Tmin2，选取第二试样在不同保温时长Wy时晶粒度Gn大于等于G0的加热温度Ti的温度值最高者为Tmax2；
步骤3：将步骤2中锻造后试样的晶粒度Gn大于等于G0的每个试样制成N个第三试样，其中N为奇数且N≥3，将每个第三试样在加热温度Tj保温时长为Wz下进行热处理后冷却，其中Tj+1＝Tj+T0,Wz+1＝Wz+W0,然后测试每个第三试样的晶粒度Gp，选取第三试样在不同保温时长Wz时晶粒度Gp大于等于G0的加热温度Tj的温度值最低者为Tmin3，选取第二试样在不同保温时长Wz时晶粒度Gp大于等于G0的加热温度Tj的温度值最高者为Tmax3；
步骤4：对步骤3中第三试样进行组织和性能测试，选出第三试样组织和性能参数合格时的锻件最低晶粒度Gmin,，最高晶粒度Gmax。
2.根据权利要求1所述的一种高温合金锻造热处理方法，其特征在于，所述的T0...
【专利技术属性】
技术研发人员：张华，邹朝江，王攀智，宋捷，覃允亭，项春花，杨旭，杨家典，
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
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