细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法技术

本发明专利技术公开了细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，具体为：将GH4720Li合金铸锭进行高温均匀化处理；车干净表面的气孔，切掉风险区域，镦拔锻造，切掉坯料棒材烂头，车光锻造后表面的氧化皮，修磨表面缺陷，将修磨后的坯料棒材进行切割，包套，对获得包套棒材进行热挤压，利用挤压余热进行辊式矫直，获得黑皮棒材，采用砂带抛光对黑皮棒材进行见光处理，修磨表面缺陷，锯切棒材两端不锈钢成分烂头，即可。本发明专利技术制备的GH4720Li合金小规格棒材，晶粒度在8

【技术实现步骤摘要】
细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法


[0001]本专利技术属于合金材料加工
，具体涉及细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法。

技术介绍

[0002]高温合金作为重要的战略资源，拥有耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗氧化等优良性能，广泛地应用在航空、航天、石油、舰船、化工和电力等领域。高温合金按照合金的主要元素可以分为铁基高温合金、镍基高温合金以及钴基高温合金；按产品系列又可以分为变形高温合金、铸造高温合金、铸造高温合金和新型高温合金。随着航空航天产业在先进发动机、燃气轮机、核电设备等领域工艺上的突破，市场对高端和新型高温合金的需求正在逐年增加。
[0003]GH4720Li合金属于Ni
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Cr
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Co基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在750℃以下。该合金具有较高的高温强度、抗疲劳和抗蠕变性能，还具有较好的耐硫腐蚀性能、抗氧化性能以及长期组织稳定性。能适用于制作航空发动机涡轮盘和涡轮叶片。但是，由于GH4720Li合金中存在较严重的元素偏析，导致在锻造温度低于1080℃时容易出现开裂现象，而温度高于相变点温度(约1160℃)时晶界钉扎相回溶，晶粒粗化后引起热加工塑性变差，因此，这些因素限制了GH4720Li合金的热加工。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，该棒材晶粒均匀细小、缺陷率低且表面质量优良。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0006]步骤1，将GH4720Li合金铸锭进行高温均匀化处理；
[0007]步骤2，在铸锭锻造前，车干净GH4720Li合金铸锭表面的气孔，之后切掉头尾成分风险区域，然后再快锻机上进行镦拔锻造，获得坯料棒材；
[0008]步骤3，切掉坯料棒材的烂头，车光锻造后坯料棒材表面的氧化皮，允许修磨表面缺陷，要求修磨坑处圆滑过渡，将修磨后的坯料棒材进行切割，获得棒材；之后采用304不锈钢管将棒材进行包套，获得包套棒材；
[0009]步骤4，采用卧式双动正向挤压机对包套棒材进行热挤压，利用挤压余热进行辊式矫直，即可使包套卷曲和破裂，获得黑皮棒材；
[0010]步骤5，采用砂带抛光对黑皮棒材进行见光处理，修磨表面缺陷，要求修磨坑处圆滑过渡，锯切棒材两端不锈钢成分的烂头，获得细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材。
[0011]本专利技术的特点还在于，
[0012]步骤1中，GH4720Li合金铸锭按质量百分比，其化学成分为：C：0.01～0.02％、Si：0～0.50％、Mn：0～0.50％、P：0～0.015％、S：0～0.008％、Ag：0～0.0005％、Al：2.25～2.75％、B：0.01～0.02％、Bi：0～0.00005％、Co：14.0～15.5％、Cr：15.5～16.5％、Cu：0～
0.10％、Fe：0～0.50％、Mo：2.75～3.25％、Pb：0～0.0010％、Ti：4.75～5.25％、W：1.00～1.50％、Zr：0.025～0.050％、O：0～0.0020％、N：0～0.0032％，余量为Ni，以上成分质量百分比之和为100％。
[0013]步骤1中，高温均匀化处理具体分为三个阶段：在第一阶段，保温温度在700℃～900℃之间；在第二阶段，保温温度在1100℃～1160℃之间；在第三阶段，保温温度在1160℃～1200℃之间；三个阶段的保温总时间不少于130h。
[0014]步骤2中，坯料棒材规格为Φ150mm～Φ170mm。
[0015]步骤3中，棒材长度为240mm～390mm；包套棒材直径为140mm～150mm；车光锻造后坯料棒材的不圆度小于0.5mm；修磨坑的宽深比不小于5：1；304不锈钢管的壁厚为2mm～3mm。
[0016]步骤4中，热挤压温度为1050℃～1150℃，保温时间为90min～180min，挤压比为6～9；热挤压速度不大于50mm/s；辊式矫直次数为3～5遍；黑皮棒材长度为2000mm～3500mm、直径为50mm～56mm。
[0017]步骤5中，细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的长度为1500mm
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3000mm、直径为50mm～56mm；细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的表面粗糙度小于等于2.0微米，弯曲度不超过2mm/m。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术方法制备的GH4720Li合金小规格棒材，晶粒度在8
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10级之间，探伤杂波水平在Φ0.8
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(9～18)dB之间，棒材直径精确可控、表面质量优良，在航空工业、能源和石油化工等领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0019]图1是实施例1制备GH4720Li棒材的头部高倍组织；
[0020]图2为实施例1制备GH4720Li棒材的尾部高倍组织；
[0021]图3是实施例2制备GH4720Li棒材的头部高倍组织；
[0022]图4为实施例2制备GH4720Li棒材的尾部高倍组织；
[0023]图5是实施例3制备GH4720Li棒材的头部高倍组织；
[0024]图6为实施例3制备GH4720Li棒材的尾部高倍组织。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0026]本专利技术细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0027]步骤1，将GH4720Li合金铸锭进行高温均匀化处理；
[0028]GH4720Li合金铸锭按质量百分比，其化学成分为：C：0.01～0.02％、Si：0～0.50％、Mn：0～0.50％、P：0～0.015％、S：0～0.008％、Ag：0～0.0005％、Al：2.25～2.75％、B：0.01～0.02％、Bi：0～0.00005％、Co：14.0～15.5％、Cr：15.5～16.5％、Cu：0～0.10％、Fe：0～0.50％、Mo：2.75～3.25％、Pb：0～0.0010％、Ti：4.75～5.25％、W：1.00～1.50％、Zr：0.025～0.050％、O：0～0.0020％、N：0～0.0032％，余量为Ni，以上成分质量百分比之和为100％。
[0029]高温均匀化工艺可以促进易偏析元素扩散，减轻和消除铸锭中存在的微观偏析，为锻造过程提供高质量均质铸锭。采用炉温精度
±
8℃以内的天然气炉对铸锭进行分阶段连续升温的高温均匀化处理。在第一阶段，保温温度在700℃～900℃之间，目的是降低铸锭内外温差，减小热应力；在第二阶段，保温温度在1100℃～1160℃之间，目的是消除低熔点硼化物；在第三阶段，保温温度在1160℃～1200℃之间，目的是减轻Ti元素的偏析，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，将GH4720Li合金铸锭进行高温均匀化处理；步骤2，在铸锭锻造前，车干净GH4720Li合金铸锭表面的气孔，之后切掉头尾成分风险区域，然后再快锻机上进行镦拔锻造，获得坯料棒材；步骤3，切掉坯料棒材的烂头，车光锻造后坯料棒材表面的氧化皮，允许修磨表面缺陷，要求修磨坑处圆滑过渡，将修磨后的坯料棒材进行切割，获得棒材；之后采用304不锈钢管将棒材进行包套，获得包套棒材；步骤4，采用卧式双动正向挤压机对包套棒材进行热挤压，利用挤压余热进行辊式矫直，即可使包套卷曲和破裂，获得黑皮棒材；步骤5，采用砂带抛光对黑皮棒材进行见光处理，修磨表面缺陷，要求修磨坑处圆滑过渡，锯切棒材两端不锈钢成分的烂头，获得细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材。2.根据权利要求1所述的细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，GH4720Li合金铸锭按质量百分比，其化学成分为：C：0.01～0.02％、Si：0～0.50％、Mn：0～0.50％、P：0～0.015％、S：0～0.008％、Ag：0～0.0005％、Al：2.25～2.75％、B：0.01～0.02％、Bi：0～0.00005％、Co：14.0～15.5％、Cr：15.5～16.5％、Cu：0～0.10％、Fe：0～0.50％、Mo：2.75～3.25％、Pb：0～0.0010％、Ti：4.75～5.25％、W：1.00～1.50％、Zr：0.025～0.050％、O：0～0.0020％、N：0～0.0032％，余量为Ni，以上成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坤，刘谨，曹国鑫，史蒲英，王东伟，马晗，阚志，付宝全，刘向宏，王凯旋，李少强，杜予晅，冯勇，
申请(专利权)人：西安聚能高温合金材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：