[发明专利]一种均匀细化GH4169合金锻件组织的方法

说明书

本发明公开了一种均匀细化GH4169合金锻件组织的方法。其方法包括以下步骤：(1)将GH4169合金锻坯进行固溶处理；(2)对固溶处理后的坯料进行热塑性成形，变形温度控制在950～1010℃，等效应变速率不小于0.0018s^‑1，等效应变不小于0.2；(3)对变形后GH4169合金锻件进行第一次退火处理，退火温度控制在950～1010℃，退火时间控制在3～5分钟；(4)对退火后锻件进行时效处理，时效温度控制在890～910℃，时效时间控制在9～24小时；(5)对时效处理后锻件进行第二次退火处理，退火温度控制在950～1010℃，分3～6阶段进行，每个阶段退火一定时间后淬火，并保证退火总时间在90～150分钟之间；本发明提出的方法可以有效的提高GH4169合金锻件的组织均匀性及细化程度。

技术领域

本发明属于镍基高温合金材料热处理技术领域，涉及一种均匀细化GH4169合金锻件组织的方法。

背景技术

镍基高温合金是目前航空领域中应用最广泛的合金材料之一，其中的GH4169合金因为其具有较高的强度和塑性，良好的耐腐蚀性和抗氧化性能，以及良好的疲劳性能，被广泛应用于制造航空发动机涡轮盘机匣、压气机盘和叶片等关键零件。

材料的性能和微观组织的关系密不可分，微观组织的细化能很大程度的提高材料的强度，疲劳性能等力学性能，组织均匀化分布能使得锻件整体表现出均一化的材料属性。所以，为了获得高品质的GH4169合金材料，需要通过调控微观组织演变的方式来完成。目前，在锻件的热变形过程中，因为坯料在热塑性变形中的不均匀变形会造成在不同应变区域的动态再结晶程度不一致，导致锻件各部位的组织严重不均匀，从而使得锻件内部在不同区域表现出不同差异性的材料性能。并且，锻造过程中变形不均匀难以通过调整工艺参数解决。因此，对锻件进行热处理控制组织的静态及亚动态再结晶行为，从而晶粒组织细化与均匀化的目的是一个新的思路。然而，目前尚未有有关如何通过热处理实现锻件各部位不均匀组织均匀化和细化的成熟工艺。因此，急需发明一种新方法，利用该方法既能有效地提高GH4169合金锻造后组织细晶程度，又能明显改善组织整体不均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均匀细化GH4169合金锻件组织的方法，该方法通过调控热处理工艺参数控制组织的再结晶行为，从而显著提高GH4169合金组织均匀性及细化程度，解决了现有工艺在细化晶粒的过程中缺乏对组织结构整体均匀性考虑的问题。

本发明解决上述难题的方案是：

步骤1：将GH4169合金锻件进行固溶处理，消除初始δ相；固溶处理的工艺条件可为：固溶温度范围为1020～1050℃，固溶时间为40～60分钟；

步骤2：对固溶处理后的坯料进行热塑性成形，热塑性成形工艺需满足条件为：变形温度控制在950～1010℃之间，等效应变速率大于0.0018s^-1，等效应变大于0.2；

步骤3：对变形后GH4169合金锻件进行第一次退火处理，退火温度控制在960～990℃，退火时间控制在3～5分钟；

步骤4：对第一次退火后的锻件进行时效处理，时效温度控制在890～910℃，时效时间控制在9～24小时；

步骤5：对时效处理后锻件进行第二次退火处理，退火温度控制在960～990℃，分3～6阶段进行，每个阶段退火一定时间后淬火，并控制各阶段退火总时间在90～150分钟之间。

本发明的有益效果为：该方法充分利用了温度、时间、淬火残余应力以及位错能对锻造后组织中静态和亚动态再结晶的作用机制，实现了GH4169合金锻件不均匀晶粒组织的均匀化和细化，为GH4169合金锻件整体结构品质的跃升提供了新方法。

附图说明

图1GH4169合金锻件制备工艺曲线；

图2GH4169合金锻坯锻造后初始心部及边缘组织；