一种GH141合金大圆棒材锻造工艺制造技术

本发明专利技术公开一种GH141合金大圆棒材锻造工艺，

【技术实现步骤摘要】
一种GH141合金大圆棒材锻造工艺


[0001]本专利技术属于金属材料热加工领域，具体涉及一种GH141合金大圆棒材锻造工艺，提高热处理后合金本体横向性能和晶粒度水平。

技术介绍

[0002]GH141合金是在借鉴美国Rene
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41合金成分与工艺基础上,经过优化调整合金成分、添加硼,镁,锆等微量元素强化晶界等，研制出的一种沉淀硬化型镍基变形高温合金，使用温度在980℃以下。合金在650℃～900℃范围内具有高的拉伸和持久蠕变强度、抗屈服和抗疲劳性能以及良好的抗氧化性能，被广泛应用在航空航天领域。适合于制造在870℃以下要求有高强度和980℃以下要求抗氧化性能的航空、航天发动机高温零部件。合金的品种有薄板、带、丝、盘件、环形件、锻件、棒材、和精密铸件等，
[0003]GH141合金中有较高含量的铝、钛、钼等时效和固溶强化元素，属于难变形高温合金，尤其重熔锭由于凝固过程形成的铸态组织，加工塑性更差，锻造开坯难度大，易出现严重表面裂纹，同时该合金性能要求高，标准要求本体横向性能：760℃下抗拉强度不小于835MPa、屈服强度不小于620MPa、伸长率不小于12％、断面收缩率不小于15％，检测不易合格，本体晶粒度是业界公认较难控制的合金之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开一种GH141合金大圆棒材锻造工艺，目的对由铸锭锻制生产的Φ200mm～Φ300mm棒材的本体横向性能、棒材探伤灵敏度、合金本体晶粒度水平能够获得较大提高。
[0005]本专利技术采取以下锻造工艺技术方案：
[0006]⒈
钢锭准备：自耗钢锭经均匀化退火及表面车光。
[0007]⒉
采用快锻机镦拔开坯、联合精锻机成材的锻造工艺：
[0008]⑴
快锻开坯：
[0009]①
过程使用保温棉保护，降低表面降温速率，减少棒材内外温差；
[0010]②
快锻工艺：采用高温1160℃～1170℃镦粗+1090℃～1110℃低温拔长+1110℃～1130℃中温拔长的工艺；镦粗变形量20％～25％、低温拔长变形量不小于30％、末火次变形量不小于50％，坯料直接转移至精锻机加热炉升温和保温。
[0011]⑵
精锻工艺：
[0012]精锻机一火次成材，加热温度1110℃～1130℃，保温时间根据坯料尺寸决定，透烧后进行精锻，变形量不小于20％，终锻表面温度不低于950℃。
[0013]本专利技术创新点：
[0014]⒈
采用快锻机和精锻机联合生产；
[0015]⒉
快锻机每火次加热工艺及变形量控制：
[0016]快锻高温镦粗目的是在钢锭内M6C碳化物回溶状态下钢锭加工塑性较好，对内部
铸态组织进行适当破碎，同时增加钢锭截面尺寸，为保证后续变形量做准备；低温保温和拔长工艺可避免晶粒长大，提高锻制变形过程中径向变形深度，提高内部储能，利于棒材内部组织细化，30％的变形量可在钢锭初期整体塑性不是很好的状态下，避免形成表面及内部裂纹，下火次加热变形后经过组织再结晶进一步提高合金塑性；末火次中温加热及50％以上变形量控制，使上火次没有再结晶的组织能够完成静态再结晶，并且组织不至于过分长大，也可保证本火次锻制过程表面塑性的前提下，单火次有足够的变形量使棒材内部充分锻透，增加内部储能，更好的完成动态再结晶，使组织得到细化；
[0017]⒊
精锻机加热工艺及变形量和终锻温度控制：
[0018]精锻采用中温加热和20％以上变形量及终锻温度不低于950℃，可使坯料组织内外完成静态再结晶，形成均匀等轴晶组织，也可保证锻制后棒材边缘完成动态再结晶，从而获得均匀等轴晶组织。
[0019]与传统的快锻机直接成材以及温度不变或逐渐降温的加热工艺相比，本专利技术有益技术效果：
[0020]⑴
棒材内部组织均匀性及晶粒度显著改善，中心及1/2半径部位晶粒度可达到均匀5级或更高水平；
[0021]⑵
棒材探伤水平明显提高，探伤灵敏度可达到42db以上；
[0022]⑶
棒材本体横向性能水平明显提升；
[0023]⑷
按此工艺已生产118炉以上Φ200mm和Φ250mm规格的成品棒材，性能合格、稳定，表明该锻造工艺已具备稳定批产能力。
附图说明
[0024]图1为GH141合金Φ200mm棒材横低倍组织照片；
[0025]图2为GH141合金Φ200mm棒材边缘部位金相组织照片(X100)；
[0026]图3为GH141合金Φ200mm棒材1/2半径部位金相组织照片(X100)；
[0027]图4为GH141合金Φ200mm棒材中心部位金相组织照片(X100)；
[0028]图5为GH141合金Φ250mm棒材横低倍组织照片(X100)；
[0029]图6为GH141合金Φ250mm棒材边缘部位金相组织照片(X100)；
[0030]图7为GH141合金Φ250mm棒材1/2半径部位金相组织照片(X100)；
[0031]图8为GH141合金Φ250mm棒材中心部位金相组织照片(X100)。
具体实施方式
[0032]下面通过实施例和附图详述本专利技术。
[0033]实施例1、实施例2共同执行工艺：
[0034]⑴
钢锭准备：Φ508mm自耗锭经均匀化退火及表面车光；
[0035]⑵
采用快锻机镦拔开坯联合精锻机成材的锻造工艺；
[0036]⑶
快锻开坯过程使用保温棉进行保护，降低表面降温速率，减少棒材内外温差。
[0037]实施例1：
[0038]执行工艺：Φ508mm自耗锭生产Φ200mm棒材。
[0039]⑷
快锻工艺：采用高温1160℃镦粗+1110℃低温拔长+1130℃中温拔长的工艺；镦
粗变形量23.5％、低温拔长变形量48％、末火次变形量61％，坯料直接转移至精锻机加热炉进行升温和保温。
[0040]⑸
精锻工艺：精锻机一火次成材，加热温度1110℃～1130℃，保温时间120min，透烧后进行精锻生产，变形量23.6％，终锻表面温度950℃。
[0041]⑹
棒材横向低倍组织如图1所示；
[0042]棒材外缘位置显微组织如图2所示；
[0043]棒材1/2半径位置显微组织如图3所示；
[0044]棒材中心位置显微组织如图4所示。
[0045]实施例2：
[0046]执行工艺：Φ508mm自耗锭生产Φ250mm棒材。
[0047]⑷
快锻工艺：采用高温1160℃镦粗+1100℃低温拔长+1120℃中温拔长的工艺；镦粗变形量23.5％、低温拔长变形量35％、末火次变形量55.8％，坯料直接转移至精锻机加热炉进行升温和保温。
[0048]⑸
精锻工艺：精锻机一火本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GH141合金大圆棒材锻造工艺，其特征在于，所述锻造工艺的技术方案：㈠钢锭准备：自耗钢锭经均匀化退火及表面车光；㈡采用快锻机镦拔开坯、精锻机成材的锻造工艺：
⑴
快锻开坯：
①
过程使用保温棉保护，降低表面降温速率，减少棒材内外温差；
②
快锻工艺：采用高温1160℃～1170℃镦粗+1090℃～1110℃低温拔长+1110℃～1130℃中温拔长的工艺；镦粗变形量20％～25％、低温拔长变形量不小于30％、末火次变形量不小于50％，坯料直接转移至精锻机加热炉升温和保温；
⑵
精锻工艺：精锻机一火次成材，加热温度1110℃～1130℃，保温时间根据坯料尺寸决定，透烧后进行精锻，变形量不小于20％，终锻表面温度不低于950℃。2.根据权利要求1所述一种GH141合金大圆棒材锻造工艺，其特征在于，所述大圆棒材为Φ200mm棒材，采用Φ508mm自耗锭生产；
⑴
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，张佳维，孙立国，李飞扬，王艾竹，赵越，曹丽红，朱洪涛，
申请(专利权)人：抚顺特殊钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：