【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生产细晶gh4169合金盘形锻件的工艺方法，属于镍基合金热加工。
技术介绍
1、gh4169合金凭借在高温下可以保持优良的强度、韧性和耐腐蚀性，成为了航空发动机的涡轮盘等关键热端部件的首选材料。gh4169合金在室温下的变形抗力大，所以涡轮盘通常通过热模锻加工成形。然而，涡轮盘的形状复杂，热模锻后锻件的应变分布极其不均匀，并且gh4169的成形工艺参数窄，因而在模锻过程中难以实现完全再结晶。这导致涡轮盘锻件易出现晶粒组织不均匀问题，严重影响涡轮盘的力学性能和服役寿命。因此，如何获得具有细晶组织的gh4169合金锻件，是一个亟需解决的问题。
2、由于退火过程中的静态、亚动态再结晶行为，模锻过程中形成的粗晶/混晶可以通过退火处理得到有效均匀细化。对于gh4169合金，在退火过程中δ相对再结晶形核具有促进作用，同时对晶粒长大行为具有抑制作用。因此，在再结晶退火前，对锻件进行时效处理以析出大量的δ相，充分利用δ相对静态再结晶的促进作用以及晶粒长大行为的抑制作用，从而细化锻造混晶组织。然而，模锻后的锻件应变分布不均匀导致不同区域形成不同程度的混晶组织，目前的热处理工艺难以同时均匀细化gh4169合金模锻件不同区域的混晶组织。因此，急需提出一种经济高效的新方法，可获得具有均匀细晶组织的gh4169合金盘形锻件。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生产细晶gh4169合金盘形锻件的工艺方法，该方法通过普通模锻获得盘形锻件，再对锻件进行“δ相时效+多级冷却
2、本专利技术解决上述难题的方案是：
3、步骤1：将gh4169合金坯料进行固溶处理，将溶质原子溶入基体，均匀分布溶质原子，待固溶处理完成后将坯料取出进行空冷；
4、步骤2：将步骤1中冷却后的锻件进行时效处理，时效温度控制在890-910℃，时效处理的时间控制在20-25小时，均匀析出δ相；
5、步骤3：将步骤2处理的gh4169合金坯料升温至970-990℃，保温90-180min；
6、步骤4：将步骤3处理的gh4169合金坯料转移至模锻机，进行模锻成形，液压机下压速率为5-20mm/s，总变形量控制在40％以上，模锻完成后空冷；
7、步骤5：将步骤4中冷却后的锻件进行第二次时效处理，时效温度控制在890-910℃，时效处理的时间控制在6-12小时；
8、步骤6：经过50-70min炉温升至1005-1020℃后，保温10-20min，随后经过3-10的降温时间，降低炉温至990-1005℃并保温5-20min，再经过3-10min的降温时间，再次降低炉温至970-985℃并保温30-60min，最后将锻件取出进行空冷。
9、本专利技术的设计思想是：通过静态、亚动态再结晶机制对模锻过程中形成的粗晶/混晶组织进行再次细化。此外，在再结晶退火前对锻件采用δ相时效处理，析出足够的δ相以促进之后再结晶退火过程中的静态再结晶形核以及减缓晶粒长大速率。针对模锻件应变分布不均匀导致锻件不同区域混晶程度不同及大锻件升温困难的问题，提出了多级冷却再结晶退火方法。通过第一段高温加快锻件升温的同时刺激锻件小应变区域的静态再结晶形核，随后略微降低高温温度保证形核速率也防止晶粒的过度长大，最后再次降低退火温度实现再结晶速率相对可控，保温一段时间使再结晶晶粒缓慢吞噬变形粗晶，最终获得具有均匀细晶的gh4169合金盘形锻件。
10、专利cn 115261753 a名称为一种生产高均匀性超细晶化镍基高温合金的热加工方法、专利cn 116005087a名称为一种gh4169合金锻件的热处理方法、专利cn 109457201 a名称为一种细化镍基合金锻件晶粒并提高组织均匀性的方法、专利cn 109252120 b名称为一种均匀细化gh4169合金锻件组织的方法、专利cn 111575620 b名称为一种获得gh4169合金超细晶锻件的方法、专利cn 116657067 a名称为一种均匀细化gh4169合金锻件混晶组织与调控δ相含量的热处理方法，这六个专利均公布了生产细晶gh4169合金锻件的热加工方法。专利cn 115261753 a采用“δ相时效处理+等温模锻”的方法获得细晶锻件。专利cn116005087 a采用“普通模锻+等温再结晶退火”的方法细化锻件的晶粒组织，该方法可以一定程度上细化锻造后的混晶组织。专利cn 109252120 b和专利cn 111575620 b分别提出了“δ相时效+多次等温再结晶退火”和“δ相时效+连续降温再结晶退火”的热处理方法以细化锻造后的混晶组织。为了在细化晶粒的同时调控δ相的剩余含量，专利cn 116657067 a提出了“δ相时效+三阶段再结晶退火”。本专利技术通过“普通模锻+δ相时效+多级冷却再结晶退火”的工艺方法获得具有细晶组织的gh4169合金盘形锻件，其技术亮点为多级冷却再结晶退火。多级冷却再结晶退火由两个不同温度的高温阶段、三个降温阶段和一个低温阶段组成。与其余热处理方法的不同点是，多级冷却再结晶退火中的两段不同温度的高温阶段加快了锻件的升温速率和小应变区域的形核速率，有效地解决大型锻件在退火过程中升温困难及锻件小应变区域晶粒组织细化效果不理想的难题。本专利技术提出的“普通模锻+δ相时效+多级冷却再结晶退火”的方法更加适用于大型gh4169合金细晶锻件的生产，可以经济、高效地获得具有均匀细晶的gh4169合金盘形锻件。
11、本专利技术的有益效果为：相比于等温模锻制造gh4169合金盘形锻件，该方法采用“普通模锻+热处理”细化锻造混晶组织，可有效节约时间和经济成本。此外，该方法采用“δ相时效+多级冷却再结晶退火”的热处理方式可均匀细化gh4169合金盘形锻件不同区域形成的混晶组织，为面向下一代更高性能的涡轮盘锻件的成形制造提供了新方法。
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1.一种生产细晶GH4169合金盘形锻件的工艺方法，其特征在于该方法可以通过“普通模锻+δ相时效+多级冷却再结晶退火”，获得具有均匀细晶组织的GH4169合金盘形锻件，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种生产细晶gh4169合金盘形锻件的工艺方法，其特征在于该方法可以通过“普通模锻+δ相...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明松，蔡宏伟，蔺永诚，王冠强，刘安，李泽浩，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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