[发明专利]一种改善大型GH4698涡轮盘锻件强度、塑性及冲击性能的方法

说明书

本发明属于高温合金的热加工领域，涉及一种改善大型GH4698涡轮盘锻件强度、塑性及冲击性能的方法。包括：制荒、模锻前需对棒材增加额外的预变形，对一次碳化物进行充分破碎；对预变形后的坯料需采用三向压应力式模具工装进行制荒，得到荒形；对荒形进行多火次模锻得到涡轮盘锻件；对涡轮盘锻件进行热处理。有效解决了原始大规格棒材一次碳化物组织偏聚引起的抗拉强度、塑性及冲击性能低下的问题。

技术领域

本发明属于高温合金的热加工领域，涉及一种改善大型GH4698涡轮盘锻件强度、塑性及冲击性能的方法。

背景技术

GH4698是以铝、钛、钼、铌等元素强化的镍基高温合金，是在GH4033合金基础上补充合金化发展而成的，在500～800℃范围内具有高的持久性能和良好的综合性能。该合金广泛用于制造航空发动机的涡轮盘、压气机盘、导流盘、导流片、挡油圈等重要承力零件。工作温度可达750～800℃。

通常大型GH4698涡轮盘锻件按照制荒、模锻或直接使用棒材直接模锻的方式进行生产，若使用≥φ250mm大规格棒材生产，涡轮盘锻件经常会出现抗拉强度、延伸率、断面收缩率及冲击性能低下的情况，且该情况一旦出现，无法通过热处理返修或其它方式进行改善，只能报废处理。

发明内容

本发明的目的：提供一种改善大型GH4698涡轮盘锻件强度、塑性及冲击性能的方法，以解决大型GH4698涡轮盘锻件基础组织差及常温机械性能低下的问题。

本发明的技术方案：

一种改善大型GH4698涡轮盘锻件强度、塑性及冲击性能的方法，包括：

制荒、模锻前需对棒材增加额外的预变形，对一次碳化物进行充分破碎；

对预变形后的坯料需采用三向压应力式模具工装进行制荒，得到荒形；

对荒形进行多火次模锻得到涡轮盘锻件；

对涡轮盘锻件进行热处理。

进一步地，制荒、模锻前需对棒材增加额外的预变形，对一次碳化物进行充分破碎，具体包括：

对棒材在1120～1140℃范围内加热，采用压力机等静压设备对加热后的棒材进行自由锻镦/拔交替变形，镦/拔过程单工步变形量应≥50％，但不超过70％，锻压速度为5～8mm/s，终锻温度≥985℃，变形火次不超过2火次，锻后垫起上下加盖硅酸铝保温棉冷却。

进一步地，对预变形后的坯料需采用三向压应力式模具工装进行制荒，得到荒形，具体包括：

对预变形后的坯料在1110～1120℃范围内加热，采用三向压应力式模具工装进行锻造制荒，锻造变形量≥25％，终锻温度≥985℃，锻后垫起上下加盖硅酸铝保温棉冷却。

进一步地，对荒形进行模锻得到涡轮盘锻件，具体包括：

模锻加热温度为1110～1120℃，单火次变形量约35％～50％，需多火次成型，终锻温度≥985℃，锻后垫起上下加盖硅酸铝保温棉冷却。

进一步地，对涡轮盘锻件进行热处理，具体包括：

第一次固溶、第二次固溶及时效；

进一步地，第一固溶温度为1100～1120℃，保温8小时，而后自然空冷至室温。

进一步地，第二固溶温度为1000℃，保温4小时，而后自然空冷至室温。

进一步地，时效温度为775℃，保温16小时，而后自然空冷至室温。

本发明的有益效果：