[发明专利]细化GH4698合金棒材晶粒度的方法

说明书

本发明公开了细化GH4698合金棒材晶粒度的方法，具体为：通过真空感应熔炼和真空自耗熔炼的双联冶炼工艺得到GH4698合金铸锭；之后进行高温均匀化退火处理；最后将得到的GH4698合金铸锭在快锻机上进行8～10火次镦拔锻造，且为连续回炉锻造，锻后空冷，得到GH4698合金棒材。本发明方法，通过对合金成分配比的合理搭配、均匀化退火和棒材锻造工艺，细化了棒材组织，热处理后棒材晶粒度为3～4级，成功突破了GH4698合金大规格棒材晶粒度2～6级要求。同时GH4698合金棒材各项性能均满足标准要求。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及细化GH4698合金棒材晶粒度的方法。

背景技术

GH4698是Ni基时效强化型变形高温合金，使用温度为750℃～800℃，且GH4698是一种仿俄系合金。该合金在550℃～800℃范围内具有较高的持久强度和拉伸强度、良好的塑性和综合性能，且长期使用组织稳定，因其优异的性能，而被广泛应用于舰用燃气轮机大规格零部件中，以及航空发动机高压涡轮盘、环轧件及紧固件中。

GH4698合金组织由γ基体、碳化物和作为强化相的γ＇组成，根据合金实际成分配比，该合金的γ＇相溶解温度约为1020℃～1040℃。合金标准热处理制度为(1100～1120)℃/8h、空冷、1000℃/4h、空冷、775℃/16h、空冷；该合金的固溶温度较高，即为过固溶型合金。GH4698合金棒材锻态晶粒度为3～5级，经热处理后为0～2级。然而现有航空发动机对于棒材热处理态晶粒度要求为2～6级，因此，如何细化棒材晶粒度是合金研制面临的巨大挑战。

发明内容

本发明的目的是提供细化GH4698合金棒材晶粒度的方法，制备得到的GH4698合金棒材组织均匀，且棒材晶粒度达到了3～4级。

本发明所采用的技术方案是，细化GH4698合金棒材晶粒度的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，通过真空感应熔炼和真空自耗熔炼的双联冶炼工艺得到GH4698合金铸锭；

步骤2，将经步骤1后得到的GH4698合金铸锭进行高温均匀化退火处理；

步骤3，将经步骤2后得到的GH4698合金铸锭在快锻机上进行8～10火次镦拔锻造，且为连续回炉锻造，锻后空冷，得到GH4698合金棒材。

本发明的特点还在于，

步骤1中，GH4698合金铸锭的直径为390mm～490mm。

步骤1中，GH4698合金铸锭，按质量百分比，其化学成分为：C：0.045％～0.065％，Cr：14.00％～15.00％，Mo：2.90％～3.10％，Nb：1.90％～2.10％，Ti：2.55％～2.70％，Al：1.60％～1.75％，B:0.0030％～0.0045％，Zr：0.030％～0.045％，Fe：0.35％～1.00％，其余为Ni，以上成分质量百分比之和为100％。

步骤2中，具体为：将GH4698合金铸锭置于天然气炉内进行加热处理，加热温度为1170℃～1220℃，保温时间为50h～100h，待保温结束后将天然气炉冷却至600℃～800℃，随后空冷。

步骤3中，镦拔锻造时，加热温度为1050℃～1170℃，每火次变形量为25％～40％，冷料装炉保温系数为0.5min/mm～0.8min/mm，热料回炉保温系数为0.2min/mm～0.5min/mm。

步骤3中，GH4698合金棒材的直径为150mm～300mm。

本发明的有益效果是：通过制备GH4698合金铸锭并进行均匀化退火，最后进行棒材锻造工艺，细化了棒材组织，热处理后的棒材晶粒度为3～4级，成功突破了GH4698合金大规格棒材晶粒度2～6级要求。

附图说明