[发明专利]一种细化GH4169合金锻件晶粒组织的方法

说明书

本发明公开了一种细化GH4169合金锻件晶粒组织的方法。该方法的步骤如下：(1)将GH4169合金进行固溶处理；(2)将固溶处理后的GH4169合金进行应力时效，应力范围控制在30MPa～150MPa，应力时效温度控制在850℃～950℃，应力时效时间控制在3小时～18小时；(3)对应力时效处理后的锻件进行锻造，锻造温度控制在900℃～1050℃，锻造的等效应变速率不小于0.001s^‑1，等效应变不小于0.2。本发明提出的方法可以有效地均匀细化GH4169合金锻件的晶粒组织，晶粒度达到ASTM9级～ASTM11级，为制造高品质锻件提供了有效途径。

技术领域

本发明属于锻造技术领域，涉及一种细化GH4169合金锻件晶粒组织的方法。

背景技术

GH4169合金是一种典型的时效强化型合金，由于其具有优异的高温力学性能、耐腐蚀性、抗疲劳性以及焊接性能，被广泛地应用于制备航空航天发动机及燃气轮机的核心零部件，例如涡轮盘、叶片以及机匣等。此外，在核工业、能源以及电力等领域也得到广泛应用。

材料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，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，热锻造变形工艺除了用于获得指定形状的锻件还可以通过晶粒组织的动态再结晶行为细化晶粒。然而由于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。研究表明，相同成形工艺参数条件下，随着初始δ相含量的增加和均匀的析出位置，使动态再结晶体积分数显著增加，同时，动态再结晶晶粒尺寸逐渐减小。说明δ相不但能够促进动态再结晶发生，还可以抑制动态再结晶晶粒长大。因此，在锻造前进行应力时效来均匀析出δ相是来控制变形过程中的动态再结晶行为，从而达到晶粒组织细化与均匀化的目的是一个新的思路。

因此，急需发明一种新方法，利用该方法既能有效地细化GH4169合金锻造后晶粒组织，又能明显改善晶粒组织的不均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种细化GH4169合金锻件晶粒组织的方法，该方法可以有效地通过调控应力时效参数来调控δ相析出分布特征，对后续锻造变形过程中晶粒的动态再结晶行为的影响，进而均匀细化GH4169合金锻件晶粒组织，以及为GH4169合金模锻工艺中解决混晶组织提供了技术支持。

本发明解决上述难题的方案是：

步骤1：将GH4169合金进行固溶处理；固溶处理的工艺条件为：固溶温度范围为1020℃～1050℃，固溶时间为40分钟～60分钟；

步骤2：将固溶处理后的GH4169合金进行应力时效，应力范围控制在30MPa～150MPa，应力时效温度控制在850℃～950℃；应力时效时间控制在3小时～18小时；

步骤3：对应力时效处理后的GH4169合金进行锻造，其锻造温度控制在900℃～1050℃之间，锻造的等效应变速率不小于0.001s^-1，等效应变不小于0.2。

本发明的有益效果为：本发明提出了一种通过调控δ相析出分布特征来细化GH4169合金锻件晶粒组织的方法，解决了传统锻造工艺中未考虑δ相析出不均匀导致后续塑性变形过程中对晶粒组织均匀性及动态再结晶程度的影响，无法对锻件晶粒大小均匀性进行调控的弊端。该方法的发明和推广应用有助于细化锻件晶粒组织，为有效的控制晶粒组织均匀性，以及GH4169合金锻件晶粒组织细化工艺的制定提供了技术支持。

附图说明

图1实施例1采用应力时效工艺获得的GH4169合金锻件的晶粒组织；