[发明专利]变形高温合金GH3044板材组织控制轧制工艺

说明书

提供一种变形高温合金GH3044板材组织控制轧制工艺，充分结合了高温合金纯净熔炼及组织控制大变形量板材精密轧制的技术优点，不但解决了GH3044合金板材组织均匀性差、晶粒粗大的问题，而且提高了材料收得率和合金的力学性能；其中，电渣重熔工艺中，GH3044合金电渣重熔采用的渣系为CaF₂：Al₂O₃二元渣系，具有渣系成分简单，配制方便，成本低，劳动强度低的优点，采用组织控制精密热轧工艺，有效的改善了GH3044合金板材的组织特征，GH3044合金板材纯净度高、板材晶粒细小、组织均匀，提高了GH3044合金板的质量水平，满足高温领域的使用需求。

技术领域

本发明属于变形高温合金板材制备技术领域，具体涉及一种变形高温合金GH3044板材组织控制轧制工艺。

背景技术

镍基合金是变形高温合金中应用范围广、高温强度高的一类金属材料，主要原因在于镍基合金不但能够溶解较多的合金元素，保持良好的组织稳定性；而且可以形成共格有序的A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，获得比铁基、钴基合金更高的高温强度，此外，含铬较高的镍基合金具有更好的抗氧化和耐燃气腐蚀的能力；GH3044是一种Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，含有大量金属元素W和少量Al、Ti元素，其中元素W含量高达13％～16％(重量百分比，下同)，在900℃以下具有较高的强度以及优良的抗氧化、耐腐蚀性能，制备的产品品种包括板材、带材、丝材、管材、棒材等。

变形高温合金的合金化程度较高，不同牌号的化学成分差别较大，导致材料的热塑性特征差别很大。难变形合金表现为变形抗力较高，轧制时热咬入困难；GH3044合金中固溶强化元素钨的含量高达16％，属于难变形高温合金材料，在热轧制过程中，必须保持均匀变形，才能不致产生裂纹以及导致材料报废，同时，还需改善组织均匀性、细化晶粒，提高材料的品级。此外，在GH3044合金板材热轧工艺及过程对其组织产生直接影响，因此，如何通过结合熔炼工艺、轧制工艺和热处理工艺来控制合金的组织演变并最终获得均质细晶的板材，具有很高的技术难度。

GH3044合金板材终轧温度较高时，末道次轧制的温度也较高，再结晶驱动力大，在合适的变形量控制下，合金中产生以动态再结晶为主的软化机制，动态再结晶过程中，位错的交滑移和攀移比较困难，在合金板材局部区域积累较高的存储能，从而诱发再结晶形核，通过新晶粒的长大过程，位错大量解体或者消失使合金软化，再结晶完成后，在板材生成的为等轴晶粒，一方面，如果终轧温度较低，加上末道次的轧制形变温度较低、变形量较小，导致合金板材内部再结晶驱动力较低，难以产生动态再结晶，终轧时形成动态回复，动态回复过程中，位错增殖引起的硬化和动态回复产生的异号位错抵消而引起的材料软化过程同时存在，会获得纤维状的晶粒组织，另一方面，GH3044合金板材的终轧温度升高，再结晶后晶粒长大的时间越长，晶粒尺寸也就越大；例如，在终轧温度1050℃下的晶粒粗大，较大的晶粒尺寸会导致合金强度降低，对GH3044合金板材力学性能造成不利影响；此外，终轧温度低于980℃时，不但增大了GH3044合金的变形抗力，而且降低了合金塑性，容易造成轧制的板材尺寸超差，产生折叠凳缺陷，同时合金无法完成动态再结晶，产生混晶问题，因此，合适的轧制温度对材料的性能有重要影响；此外，GH3044合金板材经过固溶热处理后，内部组织是单相奥氏体和少量的MC、M23C6型碳化物，经700～900℃长期时效后，MC变化不大，M23C6呈链状分布在晶界，随时效时间的增长，析出量增多，碳化物颗粒长大，对性能带来不良影响，因此，针对上述问题，有必要进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种变形高温合金GH3044板材组织控制轧制工艺，

本发明采用的技术方案：变形高温合金GH3044板材组织控制轧制工艺，包括以下步骤：

1)真空感应熔炼：将按照GH3044材料各金属元素的标准配比配制的原料放入真空感应炉的氧化铝坩埚内真空感应熔炼制备电极锭；