【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空环形锻件成形，特别涉及一种组织均匀haynes242锻件及其成形方法。
技术介绍
1、haynes242合金是一种新型的沉淀硬化镍基低膨胀高温合金，其具有优越的高温性能和良好的加工性，高温低膨胀合金被广泛用于制作燃气轮机和蒸气涡轮的密封环、轴、机匣、叶片、紧固件和其他在一定的高温环境中要求尺寸近似恒定的结构部件，因此haynes242合金被广泛使用在民用航空发动机优质结构部件，据测算，窝扇叶片到密封件间隙距离与叶片高的比值每增加0.01，会引起涡轮发动机燃油效率降低约0.8％～1.2％，油耗率增加约2％，为了节省油耗，对haynes242合金结构部件的组织性能要求较高，因此需研究haynes242合金的热加工参数与组织的关系。
2、haynes242合金结构部件一般为环形锻件，采用环轧工艺成形，环轧工艺为局部连续成形，针对高温合金，其牌号众多，而且各个合金牌号均有各自的组织及性能特点，因此难以通过统一的参数进行组织均匀化调控，haynes242合金的锻造温度范围窄，现有的haynes242合金成形过程中选用锻造温度偏低，锻造过程的变形抗力大，则材料表面裂纹严重，若温度过高则容易导致晶粒度较粗或组织性能，不满足锻件规范要求(haynes242晶粒度要求均匀的4级或更细，最好是在4-6级之间，既有较好的强度性能又有较好的塑性和持久性能)，从而造成机加变形，导致锻件的成形效率低，且降低了锻件的使用寿命。haynes242合金锻件的组织和性能不易控制，其锻造参数与产品的性能组织规律无参考值，需要开发一种适用
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有haynes242锻件成形过程中产生裂纹，得到的组织不均匀的问题，提供一种组织均匀haynes242锻件及其成形方法。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种组织均匀haynes242锻件的成形方法，依次包括以下步骤：下料、镦粗冲孔、马架扩孔平端面、轧制和热处理；
4、镦粗冲孔中将下料后的坯料加热到第一锻造温度，第一锻造温度为1020～1060℃；
5、马架扩孔平端面中将坯料加热到第二锻造温度，第二锻造温度为1020～1060℃，锻造变形量为10％～15％；
6、轧制包括预制和终轧，预轧中加热到第三锻造温度，第三锻造温度为1020～1060℃，通过至少一火次轧制，每火次轧制变形量控制在10％～20％；
7、终轧采用台阶加热方式将坯料加热到第四锻造温度，第四锻造温度为1030～1050℃，锻造变形量为10％～15％。
8、在本专利技术的技术方案中，成形过程的工序为下料、镦粗冲孔、马架扩孔平端面、预轧、终轧和热处理，镦粗冲孔中将下料后的坯料加热到第一锻造温度，第一锻造温度为1020～1060℃，可改善合金材料的轴向流动性，从而保证坯料变形、材料组织的均匀性，防止镦粗过程中环坯局部温度升高，导致晶粒不均匀长大，在成形过程中消除鼓肚和圆角，减少裂纹产生，提高坯料一致性；马架扩孔中加热到第二锻造温度为1020～1060℃，锻造变形量按10％～15％进行控制，预制加热到第二锻造温度为1020～1060℃，锻造变形量按10％～20％进行控制，严格控制轧制尺寸和变形量，终锻采用台阶加热方式加热到1030～1050℃，锻造变形量按10％～15％进行控制，能够使组织均匀，消除前期轧制造成的不均匀组织。
9、本专利技术的成形方法解决了haynes242锻件成形过程中产生裂纹问题，解决了haynes242锻件的晶粒度不均匀、机加过程中容易变形的问题，采用本制造方法制造的haynes242民用航空发动机用环锻件，外形形状满足零件机加尺寸要求，生产过程裂纹少，获得符合标准要求的均匀组织和力学性能。采用本制造方法制造的haynes242民用航空发动机用环锻件，能有效地减少锻件投料重，降低成本。提高锻件制造的成品率，减少材料的消耗。
10、作为本专利技术的优选方案，下料是根据锻件规格和所需余料将haynes242原材料按一定的规格锯切，原材料采用直径为φ150mm～φ300mm、高径比为2.0～3.5的棒材。
11、作为本专利技术的优选方案，镦粗冲孔步骤中，对坯料进行加热到第一锻造温度，镦粗变形量为20％～50％；采用的冲头的直径为镦粗后坯料直径的1/3～1/2。
12、作为本专利技术的更优选方案，镦粗冲孔步骤中，采用闭式镦粗、冲孔，锻件的镦粗比为1.8～3，在进行镦粗、冲孔时会出现鼓肚，且端面会有大的圆角，影响后续的马架扩孔和轧制的坯料质量，加上材料易开裂的特性，因此采用闭式镦粗、冲孔，严格控制镦粗冲孔过程中的温度和变形量，精致消除坯料鼓肚，提高坯料质量和产品一致性，减少裂纹产生。具体地，环锻件的镦粗比为2。
13、作为本专利技术的优选方案，预轧采用多火次轧制，次数为2～4火。
14、作为本专利技术的优选方案，预轧中每火次轧制变形量控制在10％～15％。
15、作为本专利技术的优选方案，终轧采用台阶加热方式，台阶加热方式为：将环坯装入设定温度的加热炉，当温度达到1070～1110℃时，在1070～1110℃条件下保温处理40～75min，然后随炉降温到1030～1050℃，并在1030-1050℃条件下保温处理0～120min。在上述的技术方案中，终轧锻造采用新型的台阶加热方式，使得到均匀的组织，保证较好的力学性能。
16、作为本专利技术的更优选方案，台阶加热方式中，在1030～1050℃条件下保温处理的时间计算方法为第一有效壁厚×0.5～0.8min/mm+(5～15)min，第一有效壁厚为进行终轧之前的haynes242锻件的有效壁厚。
17、作为本专利技术的优选方案，热处理方法为：将haynes242合金锻件在1030～1090℃条件下进行固溶热处理，保温时间为30～100min；然后在600～700℃条件下进行时效热处理，时间为40～60h。
18、作为本专利技术的优选方案，成形方法具体包括如下步骤：
19、步骤1，下料：将haynes242棒材按规格进行锯切；
20、步骤2，镦粗冲孔：将haynes242棒材加热至第一锻造温度1020～1060℃，将加热并保温的haynes242棒材进行镦粗、冲孔，形成第一环坯；
21、步骤3，马架扩孔平端面：将第一环坯加热到第二锻造温度1020～1060℃，采用马杠和马架扩孔设备进行扩孔，锻造变形量按10％～15％进行控制，形成第二环坯；
22、步骤4，预轧：将第二环坯加热到第三锻造温度1020～1060℃，将加热并保温的第二环坯通过至少一火次进行预轧，每火次轧制变形量控制在10％～15％，形成第三环坯；
23、步骤5，终轧：将第三环坯采用台阶加热方式加热，台阶加热方式为：将环坯装入设定温度的加热炉，当温度达到1070～1110℃时保温处理40～75min本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，依次包括以下步骤：下料、镦粗冲孔、马架扩孔平端面、轧制和热处理；其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，下料是根据锻件规格和所需余料将Haynes242原材料按一定的规格锯切，原材料采用直径为Φ150mm～Φ300mm、高径比为2.0～3.5的棒材。
3.根据权利要求1所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，镦粗冲孔步骤中，对坯料进行加热到第一锻造温度，镦粗变形量为20％～50％；采用的冲头的直径为镦粗后坯料直径的1/3～1/2。
4.根据权利要求3所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，镦粗冲孔步骤中，采用闭式镦粗、冲孔，锻件的镦粗比为1.8～3。
5.根据权利要求1所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，预轧采用多火次轧制，次数为2～4火。
6.根据权利要求5所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，预轧中每火次轧制变形
7.根据权利要求1所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，终轧采用台阶加热方式，台阶加热方式为：将环坯装入设定温度的加热炉，当温度达到1070～1110℃时，在1070～1110℃条件下保温处理40～75min，然后随炉降温到1030～1050℃，并在1030-1050℃条件下保温处理0～120min。
8.根据权利要求1所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，热处理方法为：将Haynes242合金锻件在1030～1090℃条件下进行固溶热处理，保温时间为30～100min；然后在600～700℃条件下进行时效热处理，时间为40～60h。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法，其特征在于，成形方法具体包括如下步骤：
10.一种组织均匀Haynes242锻件，其特征在于，所述锻件采用权利要求1-9任意一项所述的一种组织均匀Haynes242锻件的成形方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种组织均匀haynes242锻件的成形方法，依次包括以下步骤：下料、镦粗冲孔、马架扩孔平端面、轧制和热处理；其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种组织均匀haynes242锻件的成形方法，其特征在于，下料是根据锻件规格和所需余料将haynes242原材料按一定的规格锯切，原材料采用直径为φ150mm～φ300mm、高径比为2.0～3.5的棒材。
3.根据权利要求1所述的一种组织均匀haynes242锻件的成形方法，其特征在于，镦粗冲孔步骤中，对坯料进行加热到第一锻造温度，镦粗变形量为20％～50％；采用的冲头的直径为镦粗后坯料直径的1/3～1/2。
4.根据权利要求3所述的一种组织均匀haynes242锻件的成形方法，其特征在于，镦粗冲孔步骤中，采用闭式镦粗、冲孔，锻件的镦粗比为1.8～3。
5.根据权利要求1所述的一种组织均匀haynes242锻件的成形方法，其特征在于，预轧采用多火次轧制，次数为2～4火。
6.根据权利要求5所述的一种组织均匀haynes242锻件的成形方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚忠兴，肖杨，蔡杰，杨家典，魏诗伟，邹朝江，罗鸿飞，刘君，温家飞，项春花，张军博，李虎，
申请(专利权)人：贵州航宇科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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