[发明专利]细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法

说明书

本发明公开了细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，具体为：将GH4720Li合金铸锭进行高温均匀化处理；车干净表面的气孔，切掉风险区域，镦拔锻造，切掉坯料棒材烂头，车光锻造后表面的氧化皮，修磨表面缺陷，将修磨后的坯料棒材进行切割，包套，对获得包套棒材进行热挤压，利用挤压余热进行辊式矫直，获得黑皮棒材，采用砂带抛光对黑皮棒材进行见光处理，修磨表面缺陷，锯切棒材两端不锈钢成分烂头，即可。本发明制备的GH4720Li合金小规格棒材，晶粒度在8‑10级之间，探伤杂波水平在Φ0.8‑(9～18)dB之间，棒材直径精确可控、表面质量优良，在航空工业、能源和石油化工等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于合金材料加工技术领域，具体涉及细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法。

背景技术

高温合金作为重要的战略资源，拥有耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗氧化等优良性能，广泛地应用在航空、航天、石油、舰船、化工和电力等领域。高温合金按照合金的主要元素可以分为铁基高温合金、镍基高温合金以及钴基高温合金；按产品系列又可以分为变形高温合金、铸造高温合金、铸造高温合金和新型高温合金。随着航空航天产业在先进发动机、燃气轮机、核电设备等领域工艺上的突破，市场对高端和新型高温合金的需求正在逐年增加。

GH4720Li合金属于Ni-Cr-Co基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在750℃以下。该合金具有较高的高温强度、抗疲劳和抗蠕变性能，还具有较好的耐硫腐蚀性能、抗氧化性能以及长期组织稳定性。能适用于制作航空发动机涡轮盘和涡轮叶片。但是，由于GH4720Li合金中存在较严重的元素偏析，导致在锻造温度低于1080℃时容易出现开裂现象，而温度高于相变点温度(约1160℃)时晶界钉扎相回溶，晶粒粗化后引起热加工塑性变差，因此，这些因素限制了GH4720Li合金的热加工。

发明内容

本发明的目的是提供细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，该棒材晶粒均匀细小、缺陷率低且表面质量优良。

本发明所采用的技术方案是，细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将GH4720Li合金铸锭进行高温均匀化处理；

步骤2，在铸锭锻造前，车干净GH4720Li合金铸锭表面的气孔，之后切掉头尾成分风险区域，然后再快锻机上进行镦拔锻造，获得坯料棒材；

步骤3，切掉坯料棒材的烂头，车光锻造后坯料棒材表面的氧化皮，允许修磨表面缺陷，要求修磨坑处圆滑过渡，将修磨后的坯料棒材进行切割，获得棒材；之后采用304不锈钢管将棒材进行包套，获得包套棒材；

步骤4，采用卧式双动正向挤压机对包套棒材进行热挤压，利用挤压余热进行辊式矫直，即可使包套卷曲和破裂，获得黑皮棒材；

步骤5，采用砂带抛光对黑皮棒材进行见光处理，修磨表面缺陷，要求修磨坑处圆滑过渡，锯切棒材两端不锈钢成分的烂头，获得细晶低杂波GH4720Li合金小规格棒材。

本发明的特点还在于，

步骤1中，GH4720Li合金铸锭按质量百分比，其化学成分为：C：0.01～0.02％、Si：0～0.50％、Mn：0～0.50％、P：0～0.015％、S：0～0.008％、Ag：0～0.0005％、Al：2.25～2.75％、B：0.01～0.02％、Bi：0～0.00005％、Co：14.0～15.5％、Cr：15.5～16.5％、Cu：0～0.10％、Fe：0～0.50％、Mo：2.75～3.25％、Pb：0～0.0010％、Ti：4.75～5.25％、W：1.00～1.50％、Zr：0.025～0.050％、O：0～0.0020％、N：0～0.0032％，余量为Ni，以上成分质量百分比之和为100％。