[发明专利]一种提高GH141合金环件晶粒度均匀化方法

说明书

本发明涉及一种提高GH141合金环件晶粒度均匀化方法，包括以下步骤：步骤S1：选材和加热；选用材质为GH141的棒料；对棒料均匀化加热；均匀化加热温度为1100℃；保温后出炉，为坯料；步骤S2：锻造制坯；锻造包括镦饼、冲孔和扩孔；步骤S3：加热后预轧；环坯经1080℃均匀化加热后，进行预轧，得到初始轧环；初始轧环的变形量为20％；步骤S4：加热后终轧；初始轧环经1080℃均匀化加热后，进行终轧，得到最终轧环；最终轧环的变形量为20％～25％。本发明保证GH141合金环件组织均匀。

技术领域

本发明涉及锻造工艺技术领域，特别涉及一种提高GH141合金钢晶粒度均匀化方法。

背景技术

变形高温合金是航空、航天和核能工业必须应用的高温材料，制造航空、航天发动机和核反应堆中在高温环境下应用的各种关键零件。GH141合金主要是制造航空发动机的燃烧室内套壁前段和后段，高压涡轮外环支撑环和固定环、高压导向器外环和内支撑环、封严支撑环后安装边、燃烧室后壳体、封严片和紧固件，以及火箭发动机的涡轮转子等。

现有生产中GH141环锻件的技术为：棒料经1120℃加热→锻造制坯，锻造包括鐓饼、冲孔和马扩→再经1120℃加热→轧环。

现有技术的不足为：(1)GH141环锻件属于中小型环件，锻件壁厚较薄，高度较小，在成形过程中温降较快，轧环前加热温度偏高，容易造成锻件锻造温度分布不均匀，轧环过程晶粒细化效果不好。(2)最后轧制变形量过大，变形量大于40％，造成环锻件内外壁变形不均匀。

实际生产中GH141环锻件热处理后高倍组织存在晶粒粗细差别大，一般2～3级，即混晶现象，同时存在细晶带偏聚现象，造成锻件内部应力分布不均，后续易开裂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种提高GH141合金钢晶粒度均匀化方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种提高GH141合金环件晶粒度均匀化方法，包括以下步骤：

步骤S1：选材和加热；选用材质为GH141镍基合金钢的棒料；对棒料均匀化加热；均匀化加热温度为1100℃；保温后出炉，为坯料；

步骤S2：锻造制坯；首先，坯料经过镦饼，得到饼坯；然后，对饼坯进行冲孔，得到环坯；最后扩孔；

步骤S3：加热后预轧；环坯经1080℃均匀化加热后，进行预轧，得到初始轧环；初始轧环的变形量为20％；

步骤S4：加热后终轧；初始轧环经1080℃均匀化加热后，进行终轧，得到最终轧环；最终轧环的变形量为20％～25％。

其进一步的技术特征为：所述预轧和终轧均通过环件与上下轧辊之间的摩擦力，将环件拉进不同旋转方向的上下轧辊之间使之产生塑性变形。

其进一步的技术特征为：所述上下轧辊包括上轧辊和下轧辊，为圆柱形刚体；上轧辊和下轧辊的直径相同；上轧辊和下轧辊的转速相等。

其进一步的技术特征为：还包括步骤S5：热处理后进行理化检测；将最终轧环加热，加热温度为1080℃±10℃；然后快速加热淬火，使最终轧环的温度达到1120℃±10℃，保温0.5h；再通过空冷使最终轧环的温度降至900℃±10℃，保温1h～4h；解剖过饱和固溶体进行理化检测，观察最终轧环的晶粒粗细。

其进一步的技术特征为：在步骤S5中，所述最终轧环的晶粒粗细的差别≤1级，判定为检测合格。

本发明的有益效果如下：

1、棒料在锻造前经1100℃均匀化加热，降低锻造时的加热温度，提高组织细化效果。