GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法和应用，涉及镍基高温合金加工领域，GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法包括以下步骤：将等温模锻得到的GH4720Li合金盘锻件进行空冷，空冷至650℃‑800℃，冷却时间为10‑20min；对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005‑0.015℃/s的冷速冷却至室温。GH4720Li合金盘件在锻后冷却过程中使用该控温冷却方法，可获得晶粒度细小(晶粒度8级或更细)、γ′强化相分布均匀的组织。

【技术实现步骤摘要】
GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法和应用
本专利技术涉及镍基高温合金加工
，尤其是涉及一种GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法和应用。
技术介绍
作为一种典型的难变形高温合金，由于GH4720Li合金化程度较高，热塑性差且对热加工温度极为敏感，盘锻件锻造和冷却过程中温度的变化和残余应力的分布也较为复杂。盘锻件心部与边缘残余应力差大会造成锻后冷却过程中的锻件开裂，后续加工中的变形，以及零件服役疲劳寿命的降低。锻造过程中还要求在保证成形尺寸、不开裂的基础上，实现晶粒细小、γ′强化相均匀分布的组织。这就要求在锻造和锻后冷却过程中，针对组织演变过程和残余应力分布设定严格的控温工艺及参数。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，GH4720Li合金盘件在锻后冷却过程中使用该控温冷却方法，可保证盘锻件不开裂的前提下，获得晶粒度细小(晶粒度8级或更细)、γ′强化相均匀的组织。本专利技术提供的GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，包括以下步骤：将等温模锻得到的GH4720Li合金盘锻件进行空冷，空冷至650℃-800℃，冷却时间为10-20min；对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s的冷速冷却至室温。进一步地，对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.01℃/s的冷速冷却至室温。进一步地，在空冷后的GH4720Li合金盘锻件表面设置第二包套，以便于对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s的冷速冷却至室温。进一步地，所述第二包套包括保温棉。进一步地，所述保温棉包括耐火硅酸铝纤维；优选地，保温棉的厚度应与降温速率相匹配，可使用一层或多层保温棉。进一步地，将棒坯或盘坯等温模锻得到GH4720Li合金盘锻件；优选地，所述棒坯或盘坯等温锻造前封闭锻造场地。进一步地，所述棒坯或盘坯由高温炉转移至液压锻造机，对棒坯或盘坯进行等温模锻工序得到GH4720Li合金盘锻件。进一步地，空冷至680℃-770℃；优选地，空冷至750℃；优选地，空冷时间为15min。进一步地，所述棒坯或盘坯由高温炉转移至液压锻造机时，转移过程中所述GH4720Li合金棒坯或盘坯表面包裹有第一包套，棒坯或盘坯经锻造过程得到的盘锻件在空冷结束后去除所述第一包套。一种前面所述的GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法在GH4720Li高温合金盘锻件制备中的应用。与现有技术相比，本专利技术至少可以取得以下有益效果：GH4720Li合金盘件在锻后控温冷却过程中使用该冷却方法，可保证获得晶粒度细小(晶粒度8级或更细)、γ′强化相均匀的组织；本专利技术在等温模锻过程中采用两次包套工艺，并配合两种冷却速率得到的GH4720Li盘锻件，0.005-0.015℃/s其内部残余应力值较小，残余应力分布较为均匀，可避免由于冷速过快导致盘体变形开裂，实现了对盘锻件组织和残余应力的稳定控制。另外，该锻后控温冷却方法操作过程简单，对设备条件要求低，可在GH4720Li合金盘锻件批产中实现。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，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1a为本专利技术实施例1制得的GH4720Li合金盘锻件成品图；图1b为本专利技术实施例1制得的GH4720Li合金盘锻件金相组织图；图2为本专利技术对比例1制得的GH4720Li合金盘锻件成品。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，该GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法包括以下步骤：将等温模锻得到的GH4720Li合金盘锻件进行空冷，空冷至650℃-800℃(例如可以为650℃、700℃、750或者800℃等)，时间为10-20min(例如可以为10min、15min或者20min等)；对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s(例如可以为0.015℃/s、0.01℃/s或者0.005℃/s等)的冷速冷却至室温。GH4720Li合金盘件在锻后冷却过程中使用该控温冷却方法，可保证获得晶粒度细小(晶粒度8级或更细)、γ′强化相分布均匀的组织；将GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s的冷速冷却至室温，其内部残余应力值较小，残余应力分布均匀，可避免由于冷速过快导致盘体变形开裂，实现了对盘锻件组织和残余应力的稳定控制。另外，该锻后控温冷却方法操作过程简单，对设备条件要求低，可在GH4720Li合金盘锻件批产中实现。冷却第一阶段空冷的目的是，以较快的冷却速度控制冷却过程中的γ′析出的相分布，钉扎并固定变形组织，防止晶粒过度长大；可以使用红外测温仪对冷却温度进行监控，记录降温过程温度及时间。若空冷后的温度低于650℃时，易造成盘锻件心部与边缘温差较大，残余应力差值较高，盘锻件变形开裂；若空冷后的温度高于800℃时，则γ′相析出不充分，钉扎固定变形组织的能力不足，晶粒长大。若第二阶段控温冷却过程中GH4720Li合金盘锻件的冷却速度高于0.015℃/s时，由于GH4720Li盘锻件对温降极为敏感，锻后的冷却速度过快，其内部残余应力值较大，残余应力分布不均匀，则易造成盘锻件变形甚至开裂，影响成品尺寸和成品率。第二阶段控温冷却过程中GH4720Li合金盘锻件的冷却速度越慢，其残余应力值越小，残余应力分布越均匀。冷却过程中棉冷过程的目的是平衡热应力和组织应力，降低盘锻件内部残余应力值，避免变形开裂。需要说明的是，本专利技术中，室温是一般意义上的温度，指20-25℃。本专利技术中第一阶段空冷和第二阶段控温冷却至室温均是在室温环境中进行。在本专利技术的一些优选实施方式中，对空冷(第一阶段)后的GH4720Li合金盘锻件以0.01℃/s的冷速冷却至室温。在本专利技术的一些实施方式中，在空冷后的GH4720Li合金盘锻件表面设置第二包套，以便于对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s的冷速冷却至室温。由此，操作简单、方便，易于将对空冷后的GH4720Li合金盘锻件的冷却速度控制在0.015℃/s以内。在本专利技术的一些实施方式中，所述第二包套包括保温棉。通过空冷结合在盘锻件表面设置保温棉的控温冷却方式，有效防止因GH4720Li合金盘锻件因温降不均匀而导致的较大梯度残余应力分布，致使盘锻件变形、开裂，并且得到的晶粒度细小且的γ′强化相均匀的组织，实现了对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将等温模锻得到的GH4720Li合金盘锻件进行空冷，空冷至650℃-800℃，冷却时间为10-20min；/n对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s的冷速冷却至室温。/n

【技术特征摘要】
1.一种GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
将等温模锻得到的GH4720Li合金盘锻件进行空冷，空冷至650℃-800℃，冷却时间为10-20min；
对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s的冷速冷却至室温。


2.根据权利要求1所述的GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，其特征在于，对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.01℃/s的冷速冷却至室温。


3.根据权利要求1所述的GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，其特征在于，在空冷后的GH4720Li合金盘锻件表面设置第二包套，以便于对空冷后的GH4720Li合金盘锻件以0.005-0.015℃/s的冷速冷却至室温。


4.根据权利要求3所述的GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，其特征在于，所述第二包套包括保温棉。


5.根据权利要求4所述的GH4720Li合金盘件锻后控温冷却方法，其特征在于，所述保温棉包括耐火硅酸铝纤维；
优选地，保温棉的厚度应与降温速率相匹配，可使用一层或多层保温棉。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：史玉亭，曲敬龙，杜金辉，孟令胜，安腾，谷雨，毕中南，秦鹤勇，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11