一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法技术

本发明专利技术公开了一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法，包括以下步骤：步骤（1）：将GH4738棒材锯切，并取样进行γ相全溶温度试验；步骤（2）：加热并保温；步骤（3）：将棒坯镦粗、冲孔，形成环坯1；步骤（4）：加热并保温；步骤（5）：马杠和马架扩孔得到环坯2；步骤（6)：加热并保温；步骤(7)：掰形至环坯3；步骤(8)：加热至γ相溶解温度并保温；步骤(9)：多火次小变形环轧至成形环坯4即锻件。本发明专利技术采用高温大变形制坯+低温小变形预轧+三次γ相溶解温度加热小变形终轧的方法生产GH4738异形机匣环锻件，解决了GH4738异形机匣环锻件的锻造开裂、晶粒度不均匀、力学性能波动大、蠕变超标以及超声波探伤超标、加工过程变形的问题。波探伤超标、加工过程变形的问题。波探伤超标、加工过程变形的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法


[0001]本专利技术涉及一种GH4738合金环锻件均匀晶粒制备方法，属于航空零部件锻造


技术介绍

[0002]GH4738合金是一种沉淀强化的镍基高温合金，该合金的特点是变形抗力大，变形温度范围窄，塑性较一般合金差，该合金在成形工艺上有较大难度。由于GH4738合金的合金化程度较高，锻件的晶粒度和力学性能对锻造工艺参数十分敏感，而晶粒度又将直接影响锻件的力学性能，GH4738合金矩形环形锻件的晶粒度均匀性尚且难以控制，异形机匣环锻件若按传统工艺生产晶粒度混晶或粗晶较多。
[0003]GH4738合金矩形和异形环锻件传统工艺方法为：高温大变形制坯+高温大变形环轧。
[0004]此种工艺方法存在以下缺点：
[0005]1、晶粒度均匀性不稳定，存在混晶或粗晶，不满足晶粒度级差≤2级的要求；
[0006]2、力学性能波动大，蠕变超标；
[0007]3、零件加工存在变形，无法使用；
[0008]4、水浸法超声波探伤超标，不满足低波损失不超过6dB的要求；
[0009]5、锻件锻造开裂，尺寸超差或报废。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法，以解决上述现有技术中存在的问题。
[0011]本专利技术采取的技术方案为：一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法，包含以下步骤：
[0012]步骤(1)：将GH4738棒材按一定下料规格进行锯切，并取样进行γ相全溶温度试验；
[0013]步骤(2)：将锯切好的GH4738棒坯采用电炉加热至高温1060
‑
1100℃，保温时间为：棒坯的有效厚度
×
6min/10mm；
[0014]步骤(3)：将加热并保温的GH4738棒坯进行镦粗、冲孔，形成环坯1；
[0015]步骤(4)：将环坯1采用电炉加热至低温1010
‑
1040℃，保温时间为：环坯1的有效厚度
×
6min/10mm；
[0016]步骤(5)：将环坯1采用马杠和马架扩孔设备通过多火次小变形扩孔至环坯2；
[0017]步骤(6)：将环坯2采用电炉加热至低温1010
‑
1040℃，保温时间为：环坯2的有效厚度
×
6min/10mm；
[0018]步骤(7)：将环坯2采用异形制坯模具和制坯设备通过多火次小变形掰形至环坯3；
[0019]步骤(8)：将环坯3采用电炉加热至γ相溶解温度，保温时间为：环坯3的有效厚度
×
6min/10mm；
[0020]步骤(9)：将环坯3采用异形环轧模具和环轧设备通过多火次小变形环轧至成形环坯4，即锻件。
[0021]优选的，所述步骤(1)中GH4738棒坯采用如下质量比的原料制成：C0.02～0.10％、Cr18.0～21.0％、Co12.0～15.0％、Mo3.50～5.00％、Ti2.75～3.25％、Al1.20～1.60％、Zr0.02～0.08％、B0.003～0.010％、Mn≤0.10％、Si≤0.15％、P≤0.015％、S≤0.015％、Fe≤2.0％、Cu≤0.10％、Pb≤0.0005％、Bi≤0.00003％、Se≤0.0003％、Ag≤0.00005％，余下的为Ni。
[0022]优选的，所述环坯4的晶粒度级别为3
‑
4级。
[0023]优选的，所述γ相溶解温度为三次γ相溶解温度，范围为1040
‑
1050℃。
[0024]优选的，所述步骤(3)中镦粗、冲孔制备环坯1工序中共计1
‑
2火次，每火次变形量为30
‑
35％。
[0025]优选的，所述步骤(5)中马架扩孔制备环坯2工序中共计13
‑
18火次，每火次变形量为10
‑
12％。
[0026]优选的，所述步骤(7)中异形胎膜掰形制备环坯3工序中共计3
‑
6火次，每火次变形量为12
‑
15％。
[0027]优选的，述步骤(9)中异形模具环轧成形制备环坯4工序中共计1
‑
3火次，每火次变形量为8
‑
10％。
[0028]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术采用高温大变形制坯+低温小变形预轧+三次γ相溶解温度加热小变形终轧的方法生产GH4738异形机匣环锻件，对锻件进行超声波探伤，经检测，未发现异常显示，锻件逐件按AMS
‑
STD
‑
2154接触法进行超声波探伤，按AA级验收，锻件的晶粒比较均匀，为3
‑
4级，未见明显的细晶区和粗晶区的偏聚。本专利技术解决了GH4738异形机匣环锻件的锻造开裂问题，解决了GH4738异形机匣环锻件的晶粒度不均匀、力学性能波动大、蠕变超标以及超声波探伤超标问题解决了GH4738异形机匣环锻件机加至零件过程变形的问题。
附图说明
[0029]图1为环坯3的剖面图；
[0030]图2为环坯4的剖面图；
[0031]图3为锻件的位置1的晶粒度照片；
[0032]图4为锻件的位置2的晶粒度照片；
[0033]图5为锻件的位置3的晶粒度照片；
[0034]图6为锻件的位置4的晶粒度照片；
[0035]图7为锻件的位置5的晶粒度照片；
[0036]图8为锻件的位置6的晶粒度照片；
[0037]图9为锻件的位置7的晶粒度照片；
[0038]图10为锻件的位置8的晶粒度照片；
[0039]图11为锻件的位置9的晶粒度照片。
具体实施方式
[0040]下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。
[0041]实施例1：
[0042]一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法，包含以下步骤：
[0043]步骤(1)：将GH4738棒材按一定下料规格进行锯切，并取样进行γ相全溶温度试验；
[0044]步骤(2)：将锯切好的GH4738棒坯采用电炉加热至高温1100℃，保温时间为：棒坯的有效厚度
×
6min/10mm；
[0045]步骤(3)：将加热并保温的GH4738棒坯进行镦粗、冲孔，形成环坯1；
[0046]步骤(4)：将环坯1采用电炉加热至低温1020℃，保温时间为：环坯1的有效厚度
×
6min/10mm；
[0047]步骤(5)：将环坯1采用马杠和马架扩孔设备通过多火次小变形扩孔至环坯2；
[0048]步骤(6)：将环坯2采用电炉加热至低温1020℃，保温时间为：环坯2的有效厚度
×
6min/10mm；
[0049]步骤(7)：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法，其特征在于：包含以下步骤：步骤（1）：将GH4738棒材按一定下料规格进行锯切，并取样进行γ相全溶温度试验；步骤（2）：将锯切好的GH4738棒坯采用电炉加热至高温1060
‑
1100℃，保温时间为：棒坯的有效厚度
×
6min/10mm；步骤（3）：将加热并保温的GH4738棒坯进行镦粗、冲孔，形成环坯1；步骤（4）：将环坯1采用电炉加热至低温1010
‑
1040℃，保温时间为：环坯1的有效厚度
×
6min/10mm；步骤（5）：将环坯1采用马杠和马架扩孔设备通过多火次小变形扩孔至环坯2；步骤（6)：将环坯2采用电炉加热至低温1010
‑
1040℃，保温时间为：环坯2的有效厚度
×
6min/10mm；步骤(7)：将环坯2采用异形制坯模具和制坯设备通过多火次小变形掰形至环坯3；步骤(8)：将环坯3采用电炉加热至γ相溶解温度，保温时间为：环坯3的有效厚度
×
6min/10mm；步骤（9）：将环坯3采用异形环轧模具和环轧设备通过多火次小变形环轧至成形环坯4，即锻件。2.根据权利要求1所述的一种晶粒均匀的GH4738合金环锻件制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中GH4738棒坯采用如下质量比的原料制成：C0.02～0.10%、Cr18.0～21.0%、Co12.0～15.0%、Mo3.50～5.00%、Ti2.75～3.25%、Al1.20～1.60%、Zr0.02～0.08%、B0.003～0.010%...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家典，卢熠，王清，吴永安，刘有云，林凌，徐兵，张正，张园园，杨汝彪，
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：