GH4780合金锻件及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于金属材料制造领域，具体涉及一种GH4780合金锻件及其制备方法与应用。该方法包括以下步骤：（1）将GH4780合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化铸锭；（2）将所述均匀化铸锭进行轧制处理，得到轧制棒材；（3）将所述轧制棒材进行镦饼锻造处理，得到镦饼棒材；（4）将所述镦饼棒材进行模锻处理，得到锻态锻件；（5）将所述锻态锻件进行固溶处理，得到固溶锻件；（6）将所述固溶锻件进行时效处理。本发明专利技术研制的GH4780合金锻件中晶粒组织均匀，锻件高服役温度下的力学性能显著提高。度下的力学性能显著提高。

【技术实现步骤摘要】
GH4780合金锻件及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于金属材料制造领域，具体涉及一种GH4780合金锻件及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]GH4780镍基高温合金可用来制备能够在800℃条件下使用的航空发动机和地面燃气轮机用各类锻件。现有技术中GH4780合金成分如下：碳0.06%
‑
0.12％，锆0.005％
‑
0.07％，铬22％
‑
23％，钼≤0.2％，钨1.8％
‑
2.2%，钴18.5％
‑
19.5％，铁≤0.7％，铌0.65％
‑
0.95％，铝1.1％
‑
1.4％，钛2.1％
‑
2.4％，磷≤0.015％，硼0.002％
‑
0.007％，钽0.85%
‑
1.15%，铜≤0.1％，锰≤0.1％，硅≤0.15％，钒≤0.1％，镁≤0.007％，硫≤0.007％，余量为镍。
[0003]现有的制备方法：（1）在900
‑
1160℃下对GH4780合金铸锭进行至少两个火次的拔长、镦粗，使其变形量为10%
‑
50%，得到GH4780合金坯料；（2）将GH4780合金坯料在1010
‑
1080℃经过两个火次的锻造，使其变形量为10%
‑
50%，得到所述GH4780合金锻件。现有技术制备的GH4780合金锻件室温抗拉强度低于1300MPa，800℃抗拉强度低于900MPa，800℃/500MPa持久寿命低于20h。
[0004]现有技术中GH4780合金的C含量达到0.06wt%
‑
0.12wt％，导致形成大量尺寸较大的MC碳化物，MC碳化物分布不均匀极易形成混晶组织，而且MC碳化物极易形成应力集中，诱发裂纹产生。另外，现有技术中GH4780合金的Ti（2.1wt％
‑
2.4wt％）和Ta（0.85wt%
‑
1.15wt%）含量较低，导致γ'相含量不高，锻件高温强度需要进一步提升。现有的制备方法已经不能满足GH4780合金锻件的研制需求。
[0005]现有制备方法制得锻件强度有待提高，不能满足更高服役温度下的使用要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术制备的锻件存在混晶组织和高服役温度下力学性能不能满足要求的问题，提供一种GH4780合金锻件及其制备方法与应用。与现有技术相比，本专利技术研制的GH4780合金锻件组织均匀，锻件高服役温度下力学性能显著提高。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种GH4780合金锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）将GH4780合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化铸锭；（2）将所述均匀化铸锭进行轧制处理，得到轧制棒材；（3）将所述轧制棒材进行镦饼锻造处理，得到镦饼棒材；（4）将所述镦饼棒材进行模锻处理，得到锻态锻件；（5）将所述锻态锻件进行固溶处理，得到固溶锻件；（6）将所述固溶锻件进行时效处理；其中所述模锻处理的保温温度为1050
‑
1100℃；所述固溶处理的温度为1010
‑
1120℃；
所述时效处理的温度为700
‑
840℃。
[0008]本专利技术第二方面提供一种上述方法制得的GH4780合金锻件。
[0009]本专利技术第三方面提供一种上述的GH4780合金锻件在航空发动机或地面燃气轮机盘锻件、环形件、转动轴和叶片中的应用。
[0010]通过上述技术方案，本专利技术提供的一种GH4780合金锻件及其制备方法与应用获得以下有益的效果：本专利技术中通过采用特定的处理方式，不仅能够有效减少MC碳化物数量和尺寸，而且可以提高合金中γ'相含量。与现有技术相比，本专利技术研制的GH4780合金锻件，棒材高服役温度下力学性能显著提高。
具体实施方式
[0011]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种GH4780合金锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）将GH4780合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化铸锭；（2）将所述均匀化铸锭进行轧制处理，得到轧制棒材；（3）将所述轧制棒材进行镦饼锻造处理，得到镦饼棒材；（4）将所述镦饼棒材进行模锻处理，得到锻态锻件；（5）将所述锻态锻件进行固溶处理，得到固溶锻件；（6）将所述固溶锻件进行时效处理；其中所述模锻处理的保温温度为1050
‑
1100℃；所述固溶处理的温度为1010
‑
1120℃；所述时效处理的温度为700
‑
840℃。
[0013]本专利技术中对GH4780合金铸锭的制备方式不做特殊的限定，该GH4780合金铸锭由本领域的常规方法获得即可，例如GH4780合金铸锭由真空感应熔炼+电渣重熔+真空自耗重熔三联冶炼得到，或者GH4780合金铸锭由真空感应熔炼+真空自耗重熔两联冶炼得到。
[0014]根据本专利技术，所述均匀化处理的过程包括：（1
‑
1）将所述GH4780合金铸锭进行镦粗处理，得到镦粗铸锭；（1
‑
2）将所述镦粗铸锭进行拔长处理，得到拔长铸锭；（1
‑
3）将所述拔长铸锭进行第一保温处理，然后随炉冷却至室温，得到所述均匀化铸锭。
[0015]本专利技术中所称的炉冷是指：坯料在炉中随炉温降低而冷却，下同不再赘述。
[0016]根据本专利技术，所述镦粗处理包括如下步骤：将所述GH4780合金铸锭，以10
‑
30℃/min的升温速度，从T1为200
‑
300℃，升温至T2为1180
‑
1220℃，并进行保温处理20
‑
40h。
[0017]根据本专利技术，所述镦粗处理的变形量B1为20
‑
50%。
[0018]根据本专利技术，所述镦粗处理的下压速度为5
‑
15mm/min。
[0019]本专利技术中所称的下压速度是指：单位时间内锻压机砧子的下压量，下文于此相同，
不再赘述。
[0020]根据本专利技术，所述拔长处理条件包括：所述拔长处理的保温温度为1140
‑
1180℃，所述拔长处理的保温时间为20
‑
40h。
[0021]根据本专利技术，所述拔长处理的变形量B2为20
‑
50%。
[0022]本专利技术中所称的变形量是指：加工变形前后坯料沿变形方向尺寸的变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GH4780合金锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）将GH4780合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化铸锭；（2）将所述均匀化铸锭进行轧制处理，得到轧制棒材；（3）将所述轧制棒材进行镦饼锻造处理，得到镦饼棒材；（4）将所述镦饼棒材进行模锻处理，得到锻态锻件；（5）将所述锻态锻件进行固溶处理，得到固溶锻件；（6）将所述固溶锻件进行时效处理；其中，所述模锻处理的保温温度为1050
‑
1100℃；所述固溶处理的温度为1010
‑
1120℃；所述时效处理的温度为700
‑
840℃。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述均匀化处理的过程包括：（1
‑
1）将所述GH4780合金铸锭进行镦粗处理，得到镦粗铸锭；（1
‑
2）将所述镦粗铸锭进行拔长处理，得到拔长铸锭；（1
‑
3）将所述拔长铸锭进行第一保温处理，然后随炉冷却至室温。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述镦粗处理包括如下步骤：将所述GH4780合金铸锭，以10
‑
30℃/min的升温速度，从T1为200
‑
300℃，升温至T2为1180
‑
1220℃，并进行保温处理20
‑
40h；和/或，所述镦粗处理的变形量B1为20
‑
50%；和/或，所述镦粗处理的下压速度为5
‑
15mm/min。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述拔长处理的条件包括：所述拔长处理的保温温度为1140
‑
1180℃，所述拔长处理的保温时间为20
‑
40h；和/或，所述拔长处理的变形量B2为20
‑
50%；和/或，所述拔长处理的下压速度为5
‑
15mm/min。5.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第一保温处理的条件包括：所述第一保温处理的保温温度为1140
‑
1180℃，所述第一保温处理的保温时间为10
‑
20h。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轧制处理的过程包括：（2
‑
1）将所述均匀化铸锭进行热连轧处理，得到热连轧棒材；（2
‑
2）将所述热连轧棒材进行温轧处理，得到温轧棒材；（2
‑
3）将所述温轧棒材进行冷轧处理。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述热连轧处理包括如下步骤：将所述均匀化铸锭在1165
‑
1195℃的条件下，保温1
‑
4h后，进行第一轧制，以10
‑
20℃/min的冷速，炉冷至1050
‑
1100℃；和/或，所述第一轧制的时间为60
‑
180s；和/或，所述第一轧制进行1
‑
3火次；和/或，所述热连轧处理的变形量B3为30
‑
60%。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述温轧处理包括如下步骤：将所述热连轧棒材在1050
‑
1100℃的条件下，保温1
‑
4h后，进行第二轧制，空冷至室温；和/或，所述第二轧制的时间为30
‑
100s；和/或，所述第二轧制进行1

【专利技术属性】
技术研发人员：谢兴飞，曲敬龙，张国栋，田成刚，杜金辉，王民庆，
申请(专利权)人：四川钢研高纳锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：