[发明专利]一种钴基高温合金的热加工方法

说明书

一种钴基高温合金的热加工方法，属于金属压延加工技术领域。具体步骤包括将化学成分质量百分比为C：0.05％～0.15％，Cr：19.0％～21.0％，Ni：9.0％～11.0％，Mn：1.0％～2.0％，W：14.0％～16.0％，Fe：≤3％，Mo：0.1％～1.0％，Si：≤0.40％，S:≤0.0030％等组成的原料合金冶炼浇注成锭，保温后合金锭锻压加工成坯；降至1000℃后进行回炉再加热；再加热温度为1210℃～1280℃，保温时间15～60分钟；成型后空冷或水冷完成。优点在于，在简化工艺程序的同时，避免了传统均匀化处理后大量碳化物析出造成的危害，并有效提高钴基高温合金的热加工成型性和成材率。

技术领域

本发明属于金属压延加工技术领域，特别涉及一种钴基高温合金的热加工方法。尤其涉及一种提高钴基高温合金成形性及均匀性的热加工方法。

背景技术

CoNiCrW钴基高温合金是以20％Cr和15％W固溶强化的钴基高温合金，具有较优异的抗热腐蚀性，在815℃以下具有中等的持久和蠕变强度，良好的耐磨特性及具有满意的成型、焊接等工艺性能等综合性能，成为了目前国内外航空航天等领域应用最广泛的钴基变形高温合金之一。但在生产中常常出现合金热加工成型差、废品率高的问题。

目前CoNiCrW钴基高温合金常规热加工的加热温度为1170℃～1200℃，加热时间一般为1小时～2小时，终加工温度一般为980℃。在上述温度加热后，钢锭从炉中转移至热加工设备，温降一般30℃～50℃，实际的热加工温度窗口已较窄，由于钴基合金层错能低，加工硬化迅速，加工抗力较大，不但对热加工设备能力要求高，而且操作稍有不慎，极易造成热加工裂纹，严重者导致产品报废。另外，该类合金常常采用在热加工前采用单独的均匀化热处理工序消除或减小成分偏析的危害，但该合金较大锭型在均匀化热处理后较缓慢的冷却过程中不可避免地产生碳化物大量析出，反而恶化了合金的加工特性和性能。因此有必要寻求更加经济高效的热加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钴基高温合金的热加工方法，解决了目前技术钴基高温合金均匀化处理后大量碳化物析出所造成危害的问题。有效实现大幅度提高生产效率，并节约工时和成本。

一种钴基高温合金的热加工方法，具体步骤及参数如下：

1、合金冶炼浇注成锭：原料按下述组成进行配料，质量百分比的化学成分组成为C：0.05％～0.15％，Cr：19.0％～21.0％，Ni：9.0％～11.0％，Mn：1.0％～2.0％，W：14.0％～16.0％，Fe：≤3％，Mo：0.1％～1.0％，Si：≤0.40％，P：≤0.04％，S:≤0.0030％，其余为Co和不可避免的杂质；按传统制备方法将原料投入感应熔炼炉进行熔炼，浇注电极，在电渣炉进行二次熔炼得到合金锭；

2、将合金锭装入炉温≤300℃的加热炉中并以50℃/小时～150℃/小时的速度加热升温到1210℃～1280℃后保温4～8小时；

3、保温后合金锭出炉采用液压设备进行锻压加工，合金锭出炉转移时间≤1分钟,单火次锻压变形量为15％～50％，终加工温度＞1000℃；

4、加工温度降至1000℃后，将合金坯进行回炉再加热；再加热温度为1210℃～1280℃，保温时间15～60分钟；

5、锻压成型后空冷或水冷至室温。

步骤1中所述的原料质量百分比的化学成分组成中S≤0.0015％；

步骤2中所述的合金锭加热升温到1230℃～1270℃；

步骤3中所述的单火次锻压变形量为20％～40％；

步骤4中所述的合金坯再加热温度为1230℃～1270℃，保温时间15～40分钟。

本发明的技术原理：