[发明专利]一种GH4738镍基高温合金的热加工工艺

说明书

本发明公开一种GH4738镍基高温合金的热加工工艺，包括如下步骤：步骤A：以GH4738镍基高温合金为原料，对其依次采用真空感应熔炼VIM和真空自耗重熔VAR工艺进行冶炼，得到真空自耗锭；步骤B：将所述真空自耗锭进行均匀化处理及开坯锻造处理，得到GH4738合金棒材坯料；步骤C：将所述GH4738合金棒材坯料放入燃气炉内随炉升温，保温后利用锻锤进行平砧镦粗，得到GH4738合金盘锻件；步骤D：将所述GH4738合金盘锻件依次进行固溶处理、稳定化处理和二次时效处理，即得到得到晶粒尺寸均匀，高温冲蚀性能优异的GH4738镍基高温合金。本发明的热加工工艺可以避免GH4738高温合金变形组织中现混晶和粗晶等现象，提高最终锻件整体硬度和高温冲蚀性能，同时也提高了锻件的成材率。

技术领域

本发明涉及镍基合金热加工技术领域。具体地说是一种GH4738镍基高温合金的热加工工艺。

背景技术

涡轮盘是燃气轮机和航空发动机上重要部件，其性能的好坏直接影响着燃气轮机和航空发动机的产品质量。在之前，涡轮盘的材料从研发到投产一直为GH4169，但发现该合金在高温服役时变形导致不能正常使用，经反复研究思考发现，亚稳态γ′相的溶解温度较低，使得该合金不能在超过650℃正常服役。在这样的形势下，研究者对GH4864、GH4738等合金进行了研究。早在1952年Special Metal公司采用真空冶炼法成功研制出以γ′相沉淀硬化为硬化手段的高温合金，并在20世纪60年代制成800℃以下的涡轮盘将其用在波音727等发动机上，而我国在1973年开始研发并少量生产。但GH4738镍基高温合金由于其合金含量高、塑性差、可变形温度区间较小，变形组织中容易出现混晶和粗晶现象、变形过程中试件开裂等问题。由于GH4738镍基高温合金在变形过程中易于出现混晶的现象，导致性能下降。为了保证组织的均匀性，工厂在出货前通常会将锻件表层切削掉，造成材料浪费的同时提高了生产成本。企业生产时为了保证组织均一性能稳定，常会将材料晶粒粗大的表层(通常为5～10mm)车掉，造成了材料的浪费。同时高温合金材料的组织和性能的不稳定性会导致涡轮盘的蠕变松弛、腐蚀磨损和高温疲劳，这影响了涡轮盘的使用寿命。因此，寻求合适的热处理工艺以及确定合理的热处理工艺参数来改善GH4738组织不均匀，同时减少切削量对企业的生产有很大的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种GH4738镍基高温合金的热加工工艺，以解决当前GH4738镍基高温合金的变形组织中容易出现混晶和粗晶等现象以及变形过程中试件开裂等问题；以使GH4738镍基高温合金具有腐蚀磨损速率低、硬度高的特点，提高最终合金盘锻件整体硬度和高温冲蚀性能，同时也提高锻件的成材率，以满足涡轮盘使用寿命要求的。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种GH4738镍基高温合金的热加工工艺，包括如下步骤：

步骤A：以GH4738镍基高温合金为原料，对其依次采用真空感应熔炼VIM和真空自耗重熔VAR工艺进行冶炼，得到真空自耗锭；步骤B：将所述真空自耗锭进行均匀化处理及开坯锻造处理，得到GH4738合金棒材坯料；步骤C：将所述GH4738合金棒材坯料放入燃气炉内随炉升温，保温后利用锻锤进行平砧镦粗，得到GH4738合金盘锻件；步骤D：将所述GH4738合金盘锻件依次进行固溶处理、稳定化处理和二次时效处理，即得到得到晶粒尺寸均匀，高温冲蚀性能优异的GH4738镍基高温合金。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：