细晶高强度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高强度GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，具体为：制备GH4720Li合金坯料；对GH4720Li合金坯料进行预处理；对GH4720Li合金坯料进行热轧开坯，获得GH4720Li合金棒材；利用热轧后的余热将GH4720Li合金棒材进行热矫直，获得GH4720Li合金小规格棒材。本发明专利技术方法制备得到的GH4720Li合金小规格棒材，其直径在15mm～20mm之间，晶粒度在10

【技术实现步骤摘要】
细晶高强度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
，具体涉及细晶高强度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Fe
‑
Ni
‑
Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度范围为500℃～750℃，最高使用温度为800℃。在该合金中加入铬、钨元素进行固溶强化，加入铝、钛元素形成时效强化相，加入硼、铈元素净化和强化晶界，且合金具有较高的强度以及良好的热加工塑性。GH4720Li合金中Al和Ti元素含量之和约为7.5％，其强化相γ
′
相的含量高达40％以上，导致合金存在较大热变形抗力，且热加工塑性较低，进而使其成为一种难变形高温合金。基于此，根据GH4720Li合金特点，设计了合理的热加工工艺，制备出一种细晶高强度的GH4720Li合金小规格热轧棒材。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供细晶高强度GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，该棒材的晶粒度在10
‑
12级之间，室温抗拉强度大于1620MPa。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，细晶高强度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，制备GH4720Li合金坯料；
[0007]步骤2，对GH4720Li合金坯料进行预处理；
[0008]步骤3，对GH4720Li合金坯料进行热轧开坯，获得GH4720Li合金棒材；
[0009]步骤4，利用热轧后的余热将GH4720Li合金棒材进行热矫直，获得GH4720Li合金小规格棒材。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]步骤1中，具体为：采用真空感应、电渣重熔以及真空自耗熔炼工艺制备规格为Φ508mm的GH4720Li合金铸锭，使用带锯切掉铸锭头尾成分风险区域，在快锻机上进行锻造开坯，制备规格为Φ150mm的坯料，使用带锯对锻造中间坯料进行下料，随后在挤压机上制备规格为Φ55mm的挤压中间坯，即为GH4720Li合金坯料。
[0012]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2中，具体为：
[0014]切掉GH4720Li合金坯料的烂头，采用砂带抛光的方法处理GH4720Li合金坯料表面氧化皮，使用角磨机点修磨表面缺陷，局部缺陷允许修磨，要求修磨坑处圆滑过渡，修磨坑的宽深比不小于5：1，将修磨后的GH4720Li合金坯料进行切割，获得长度为450mm
‑
650mm、直径Φ50
‑
54mm的GH4720Li合金坯料；使用砂轮机对GH4720Li合金坯料进行打磨，使得打磨后的咬入角成为符合轧制咬入条件的楔形，楔形的长轴长为39
‑
42mm，短轴长为30
‑
33mm。
[0015]步骤3中，热轧温度为1080℃～1130℃，保温时间为60min～180min，采用1火次轧制，变形量在80％～95％之间；且最后一道次的轧制时需进行5s～15s的道次停留。
[0016]步骤4中，矫直次数为2
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3遍，矫直径缩小于等于0.1mm，矫直后棒材弯曲度小于等于2mm/m。
[0017]步骤4中，GH4720Li合金小规格棒材的直径为15mm～20mm。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术方法制备得到的GH4720Li合金小规格棒材，其直径在15mm～20mm之间，晶粒度在10
‑
13级之间，室温抗拉强度大于1620MPa，650℃抗拉强度大于1450MPa，是一种表面质量优良的GH4720Li合金小规格棒材，能用于制作航空发动机用高性能高温合金叶片。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例1制备的棒材的形貌图；
[0020]图2是本专利技术实施例2制备的棒材的形貌图；
[0021]图3是本专利技术实施例3制备的棒材的形貌图；
[0022]图4是经预处理后的GH4720Li合金坯料的咬入角的形状图。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]本专利技术细晶高强度GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0025]步骤1，制备GH4720Li合金坯料；
[0026]采用真空感应、电渣重熔以及真空自耗熔炼工艺制备规格为Φ508mm的GH4720Li合金铸锭，使用带锯切掉铸锭头尾成分风险区域，在快锻机上进行锻造开坯，制备规格为Φ150mm。使用带锯对锻造中间坯料进行下料，随后在挤压机上制备规格为Φ55mm的挤压中间坯，即为GH4720Li合金坯料；
[0027]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％；
[0028]步骤2，对GH4720Li合金坯料进行预处理；
[0029]用砂轮锯或带锯切掉GH4720Li合金坯料的烂头，要求锯切后端面无裂纹，采用砂带抛光的方法处理GH4720Li合金坯料表面氧化皮，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.细晶高强度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，制备GH4720Li合金坯料；步骤2，对GH4720Li合金坯料进行预处理；步骤3，对GH4720Li合金坯料进行热轧开坯，获得GH4720Li合金棒材；步骤4，利用热轧后的余热将GH4720Li合金棒材进行热矫直，获得GH4720Li合金小规格棒材。2.根据权利要求1所述的细晶高强度GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：采用真空感应、电渣重熔以及真空自耗熔炼工艺制备规格为Φ508mm的GH4720Li合金铸锭，使用带锯切掉铸锭头尾成分风险区域，在快锻机上进行锻造开坯，制备规格为Φ150mm的坯料，使用带锯对锻造中间坯料进行下料，随后在挤压机上制备规格为Φ55mm的挤压中间坯，即为GH4720Li合金坯料。3.根据权利要求2所述的细晶高强度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～...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坤，史蒲英，刘谨，曹国鑫，杨彦朝，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：