一种GH4099高温合金环形件及其锻造方法技术

本发明专利技术涉及高温合金环形件锻造领域，具体而言，涉及一种GH4099高温合金环形件及其锻造方法。所述的GH4099高温合金环形件的锻造方法，包括以下步骤：将棒坯进行第一保温，得到升到锻造温度的棒坯；所述棒坯进行镦饼冲孔、第一空冷和镗孔，得到环坯；所述环坯进行第二保温、初轧第一火、第二空冷、第三保温、终轧第二火和胀形。所述的方法成本低，方法简单，能够稳定批量生产，锻造得到的环形件变形量均匀，晶粒度的均匀性好，不易开裂，力学性能优异，塑性强，成品尺寸精准。成品尺寸精准。成品尺寸精准。

【技术实现步骤摘要】
一种GH4099高温合金环形件及其锻造方法


[0001]本专利技术涉及高温合金环形件锻造领域，具体而言，涉及一种GH4099高温合金环形件及其锻造方法。

技术介绍

[0002]GH4099合金长期使用温度可达900℃，且有较好的冷热成形性和焊接性，其环形件广泛应用于航天发动机热端核心结构件，承受复杂的热力耦合工况，GH4099环形件的质量和可靠性对航天发动机的性能水平有重要作用。
[0003]GH4099(俄牌号ЭИ693)是Ni
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Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度达900℃，短时最高使用温度可达1000℃。合金具有较高的热强性、组织稳定，并具有满意的冷热加工成形和焊接工艺性能。主要产品形式为环形件、轧棒和板材，适合于制造航空航天发动机燃烧室和加力燃烧室等高温焊接结构件。
[0004]GH4099合金的相组成比较复杂，基体为具有面心立方结构的γ相，另外还有γ'相、Ti(CN)型一次氮化物、M
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C6二次碳化物和长期时效后出现的δ相和μ相。γ'相是GH4099合金中的主要析出强化相，它的析出温度区间为720℃～950℃，析出峰值出现在800℃～850℃。
[0005]GH4099合金具有高合金化和难成形等特点。合金中的显微组织较为复杂，在锻造热变形过程中组织演也是动态再结晶等热变形机制作用的结果，变形温度和应变速率等变形条件对于热成形过程中的动态再结晶现象有着至关重要的影响。工艺参数不合理极易造成环形件的最终组织不均匀，力学性能有差异，使得最终的零件质量不稳定，服役的可靠性下降。因此，必须提高GH4099合金环形件组织均匀性，GH4099合金的组织均匀性对于其性能均匀性、机加工过程稳定性和使用过程的可靠性有重要作用。对于GH4099合金来说，除了通过优化原材料棒材的组织均匀性，控制轧制工艺、热处理工艺也是至关重要的，从而使得GH4099合金环形件的组织内外均匀，平均晶粒度控制4.5级或更细，能保证较好的力学性能均匀性，确保环形件质量稳定。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个方面，涉及GH4099高温合金环形件的锻造方法，包括以下步骤：
[0008]将棒坯进行第一保温，得到升到锻造温度的棒坯；所述棒坯进行镦饼冲孔、第一空冷和镗孔，得到环坯；所述环坯进行第二保温、初轧第一火、第二空冷、第三保温、终轧第二火和胀形；
[0009]所述第一保温包括：所述棒坯≤600℃入炉，55～65min内升温至750～850℃保温(0.7～0.9)
×
Hmin；85～95min升温至1080℃～1100℃保温0.7～0.9
×
Hmin；
[0010]所述第二保温包括：所述环坯≤600℃入炉，55～65min升温至750～850℃保温(0.7～0.9)
×
Hmin；85～95min升温至1080℃～1100℃保温0.7～0.9
×
Hmin；
[0011]所述第三保温包括：进行所述第二空冷后的环坯≤600℃入炉，55～65min升温至750～850℃保温(0.7～0.9)
×
Hmin；85～95min升温至1080℃～1100℃保温0.7～0.9
×
Hmin；
[0012]所述H为环形件有效截面最小厚度。
[0013]所述GH4099高温合金环形件的锻造方法，成本低，方法简单，能够稳定批量生产，锻造得到的环形件变形量均匀，晶粒度的均匀性好，不易开裂，力学性能优异，塑性强，成品尺寸精准。
[0014]本专利技术的另一个方面，还涉及所述的GH4099高温合金环形件的锻造方法锻造得到的GH4099高温合金环形件。
[0015]所述GH4099高温合金环形件，变形量均匀，晶粒度的均匀性好，不易开裂，力学性能优异，塑性强，成品尺寸精准。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0017](1)本专利技术提供的GH4099高温合金环形件的锻造方法，将初轧第一火的时间缩短至60s以内，保证了终锻温度，降低了开裂风险；提高了产品质量、生产效率和过程可控性，适宜批量稳定生产；在终轧后增加了胀形工序，精确控制环件成品尺寸，能有效节省原材料；通过降低轧制温度，防止晶粒过分长大形成粗晶；将轧制每火次变形量在30％左右，既能保证充分发生再结晶，细化晶粒组织，又能防止变形过大开裂。从而有效的提升了环形件的组织性能均匀性和质量稳定性。
[0018](2)本专利技术提供的GH4099高温合金环形件，变形量均匀，晶粒度的均匀性好，不易开裂，力学性能优异，塑性强，成品尺寸精准。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为对比例1GH4099环形件的晶粒度观察结果图；
[0021]图2为实施例1GH4099环形件的晶粒度观察结果图；
[0022]图3为对比例1GH4099环形件的晶间碳化物观察结果图；
[0023]图4为实施例1GH4099环形件的晶间碳化物观察结果图。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列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，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0025]本专利技术的一个方面涉及一种GH4099高温合金环形件的锻造方法，包括以下步骤：
[0026]将棒坯进行第一保温，得到升到锻造温度的棒坯；所述棒坯进行镦饼冲孔、第一空冷和镗孔，得到环坯；所述环坯进行第二保温、初轧第一火、第二空冷、第三保温、终轧第二火和胀形；
[0027]所述第一保温包括：所述棒坯≤600℃(例如600℃、550℃、500℃、450℃、400℃、300℃、200℃或100℃)入炉，55～65min(例如55min、57min、59min、61min、63min或65min)内升温至750～850℃(例如750℃、770℃、790℃、810℃、830℃或850℃)保温(0.7～0.9)
×
Hmin；85～95min(例如85min、87min、89min、91min、93min或95min)升温至1080℃～1100℃(例如1080℃、1083℃、1085℃、1088℃、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GH4099高温合金环形件的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：将棒坯进行第一保温，得到升到锻造温度的棒坯；所述棒坯进行镦饼冲孔、第一空冷和镗孔，得到环坯；所述环坯进行第二保温、初轧第一火、第二空冷、第三保温、终轧第二火和胀形；所述第一保温包括：所述棒坯≤600℃入炉，55～65min内升温至750～850℃保温(0.7～0.9)
×
Hmin；85～95min升温至1080℃～1100℃保温0.7～0.9
×
Hmin；所述第二保温包括：所述环坯≤600℃入炉，55～65min升温至750～850℃保温(0.7～0.9)
×
Hmin；85～95min升温至1080℃～1100℃保温0.7～0.9
×
Hmin；所述第三保温包括：进行所述第二空冷后的环坯≤600℃入炉，55～65min升温至750～850℃保温(0.7～0.9)
×
Hmin；85～95min升温至1080℃～1100℃保温(0.7～0.9)
×
Hmin；所述H为环形件有效截面最小厚度。2.根据权利要求1所述的G...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐超，罗志强，曲敬龙，安红建，庄明阳，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：