[发明专利]促进晶界周围一次γ＇相和晶内二次γ＇相析出及细化晶粒的GH4720Li加热方法

说明书

本发明促进晶界周围一次γ＇相和晶内二次γ＇相析出及细化晶粒的GH4720Li加热方法，在800‑1180℃之间采用梯度升温加热工艺，其中：小于1070℃时升温速率小于或等于1.5℃/min，大于或等于1070℃时升温速率小于或等于0.5℃/min。本发明利用廉价的室式炉，采用梯度升温加热、优化升温速率、保温温度、保温步骤以及保温时间，促进晶界周围一次γ＇相和晶内二次γ＇相析出及高度细化晶粒，提高锻件硬度；且降低内应力，使得锻造中不会出现开裂。

技术领域

本发明涉及金属锻造技术领域。具体地说是促进晶界周围一次γ＇相和晶内二次γ＇相析出及细化晶粒的GH4720Li加热方法。

背景技术

GH4720Li是合金化的镍基高温合金材料，该合金具有较高的使用温度和高温强度，广泛用于国外航空发动机中。GH4720Li高温合金优异的性能主要源于其细晶组织，而一次和二次γ＇相的析出强化效果对GH4720Li合金的力学性能尤其重要。

GH4720Li锻造加热过程中，合金加热温度过快，虽然节约了时间，但是会使GH4720Li合金心部与边部受热不均匀，因产生内应力而使材料遭到破坏，从而导致该合金在锻造过程中易出现开裂、难于变形的情况。

陈诗荪等人在《高温合金在锻造前的加热》(《航空制造技术》1981(8)：29-34)中，介绍了将GH135高温合金直接将材料装入温度处于1000℃以上的炉子中加热，使材料内外温度分布不均匀，产生强大的内应力，因而造成了材料的破坏。

专利号CN 104815935 A采用电炉分段式加热的方法，并配合使用保温棉，而得到理想的产品。《高温合金G37的锻造》(《锻压技术》1997年第5期13-14页)、《高温合金涡轮盘锻造工艺》(《锻压技术》2007年10月第32卷第5期15-17页)、《高温合金(GH3039)环形件的锻造工艺》(《锻压技术》1998年第4期11-13页)等文献，均介绍了采用价格昂贵的电炉精确控制升温速度，使G37、GH4133B等高温合金成型良好，达到了理想高品质高温合金。

由此可见，虽然室式炉价格便宜，适用于规模化推广应用，但是最终得到GH4720Li的性能并不能达到理想要求，锻造中容易出现开裂。其原因主要是室式炉加热速度不易控制，造成加热过程内应力太大，且晶粒粗大。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供了一种利用廉价的室式炉进行加热，从而促进晶界周围一次γ＇相和晶内二次γ＇相析出及细化晶粒的GH4720Li加热方法，使得样品在锻造中不会开裂。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

促进晶界周围一次γ＇相和晶内二次γ＇相析出及细化晶粒的GH4720Li加热方法，在800-1180℃之间采用梯度升温加热工艺，其中：小于1070℃时升温速率小于或等于1.5℃/min，大于或等于1070℃时升温速率小于或等于0.5℃/min。

上述促进晶界周围一次γ＇相和晶内二次γ＇相析出及细化晶粒的GH4720Li加热方法，梯度升温加热工艺具体包括如下步骤：

(1)将GH4720Li合金加热至大于或等于800℃且小于或等于850℃，升温速率小于或等于1.5℃/min，然后保温不少于40min；

(2)继续将GH4720Li合金加热至大于850℃且小于或等于900℃，升温速率小于或等于1.5℃/min，然后保温20min-25min；

(3)继续将GH4720Li合金加热至大于900℃且小于或等于950℃，升温速率小于或等于1.5℃/min，然后保温30min-45min；

(4)继续将GH4720Li合金加热至大于950℃且小于或等于1000℃，升温速率小于或等于1.5℃/min，然后保温40min-45min；