[发明专利]一种高温合金棒材的制备方法

说明书

一种高温合金棒材的制备方法，包括加热和锻造，加热采用“低‑高‑低”温度的加热方法，锻造采用“换向镦拔”的锻造方法，所用原材料铸锭经过高温均匀化。制备的GH4720Li高温合金棒材规格为Φ200～300mm，棒材低倍组织均匀，晶粒度达到6～8级，同时热处理后的大规格棒材性能均能满足相应的标准要求，该锻造方法通过对锻造火次的合理设置、加热方法的有效搭配、变形方式和变形量的优化、终锻温度的严格控制，提高了棒材的组织均匀性，使棒材的探伤水平达到Φ0.8‑12dB以上，同时减小了棒材的各向异性，成功突破了GH4720Li高温合金棒材的各项性能要求和组织均匀性要求。

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，尤其是涉及一种高温合金棒材的制备方法。

背景技术

GH4720Li合金是Ni基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度650～750℃。合金具有高的拉伸强度和持久强度，良好的塑性和综合性能，且在高温下长期使用组织稳定。该合金适合用作航空发动机的涡轮盘、叶片和压气机盘等部件，也可用作新一代战略导弹和大推力火箭发动机的整体涡轮转子，地面燃气轮机涡轮盘等。

GH4720Li合金化程度高，强化相γ＇-Ni₃(Al、Ti) 的数量高达40%～50%，是国际上公认的最难变形的高温合金之一。国际上制备GH4720Li合金大规格棒材的方法为径锻、挤压成形，这种方法成本高且效率低，国内受设备能力限制，使用快锻成形。因而，在加工过程中变形抗力大、易开裂，且容易产生混晶组织。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温合金棒材的制备方法，解决了现有技术中采用径锻、挤压成形的方法制备GH4720Li合金大规格棒材，使得制备成本高且效率低，尤其在国内受设备能力限制，只能使用快锻成形，在加工过程中变形抗力大、易开裂，且容易产生混晶组织的技术问题，通过对锻造火次的合理设置、加热方法的有效搭配、变形方式和变形量的优化、终锻温度的严格控制，提高了棒材的组织均匀性，使Φ200～300mm大规格棒材的探伤水平达到Φ0.8-12dB以上，低倍组织均匀，晶粒度达到6～8级，同时经过热处理后的大规格棒材性能均能满足相应的标准要求，在GH4720Li合金制备领域具有广泛适用性。

本发明的高温合金棒材的制备方法，包括加热和锻造，加热采用“低-高-低”温度的加热方法，锻造采用“换向镦拔”的锻造方法，所用原材料铸锭经过高温均匀化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高温合金棒材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，开坯锻造加热温度在1130～1150℃, 开坯锻造为第1火次，铸锭在开坯锻造前均匀化热处理，在4500T快锻机上进行轴向镦拔变形，镦粗和拔长的变形量在10%～30%，每道次的变形量不大于20%，锻造完成后坯料表面温度大于900℃；

步骤2，第2火次加热温度在1150～1180℃，在4500T快锻机上进行换向镦拔变形，镦粗和拔长的变形量在20%～40%，每道次的变形量不小于20%，锻造完成后坯料表面温度大于900℃；

步骤3，第3～5火次加热温度在1120～1150℃，在4500T快锻机上进行换向镦拔变形，本步骤每火次镦粗和拔长的变形量在25%～45%，每道次的变形量不小于30%，锻造完成后坯料表面温度大于900℃；

步骤4，第6火次加热温度在1100～1140℃，在4500T快锻机上进行拔长，本步骤每火次的变形量控制在20%～40%，每道次的变形量不小于20%，锻造完成后坯料表面温度大于850℃；

步骤5，第7火次加热温度在1080～1140℃，在4500T快锻机上进行倒棱和摔圆，本步骤每火次的变形量在10%～30%，每道次的变形量不大于20%，要求快速高频锻造，锻造完成后坯料表面温度大于850℃。