GH4780合金鍛件及其制備方法與應用技術

本發明專利技術屬于金屬材料制造領域，具體涉及一種GH4780合金鍛件及其制備方法與應用。該方法包括以下步驟：（1）將GH4780合金鑄錠進行均勻化處理，得到均勻化鑄錠；（2）將所述均勻化鑄錠進行軋制處理，得到軋制棒材；（3）將所述軋制棒材進行鐓餅鍛造處理，得到鐓餅棒材；（4）將所述鐓餅棒材進行模鍛處理，得到鍛態鍛件；（5）將所述鍛態鍛件進行固溶處理，得到固溶鍛件；（6）將所述固溶鍛件進行時效處理。本發明專利技術研制的GH4780合金鍛件中晶粒組織均勻，鍛件高服役溫度下的力學性能顯著提高。度下的力學性能顯著提高。

【技術實現步驟摘要】
GH4780合金鍛件及其制備方法與應用


[0001]本專利技術屬于金屬材料制造領域，具體涉及一種GH4780合金鍛件及其制備方法與應用。

技術介紹

[0002]GH4780鎳基高溫合金可用來制備能夠在800℃條件下使用的航空發動機和地面燃氣輪機用各類鍛件。現有技術中GH4780合金成分如下：碳0.06%
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0.12％，鋯0.005％
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0.07％，鉻22％
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23％，鉬≤0.2％，鎢1.8％
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2.2%，鈷18.5％
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19.5％，鐵≤0.7％，鈮0.65％
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0.95％，鋁1.1％
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1.4％，鈦2.1％
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2.4％，磷≤0.015％，硼0.002％
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0.007％，鉭0.85%
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1.15%，銅≤0.1％，錳≤0.1％，硅≤0.15％，釩≤0.1％，鎂≤0.007％，硫≤0.007％，余量為鎳。
[0003]現有的制備方法：（1）在900
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1160℃下對GH4780合金鑄錠進行至少兩個火次的拔長、鐓粗，使其變形量為10%
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50%，得到GH4780合金坯料；（2）將GH4780合金坯料在1010
?
1080℃經過兩個火次的鍛造，使其變形量為10%
?
50%，得到所述GH4780合金鍛件。現有技術制備的GH4780合金鍛件室溫抗拉強度低于1300MPa，800℃抗拉強度低于900MPa，800℃/500MPa持久壽命低于20h。
[0004]現有技術中GH4780合金的C含量達到0.06wt%
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0.12wt％，導致形成大量尺寸較大的MC碳化物，MC碳化物分布不均勻極易形成混晶組織，而且MC碳化物極易形成應力集中，誘發裂紋產生。另外，現有技術中GH4780合金的Ti（2.1wt％
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2.4wt％）和Ta（0.85wt%
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1.15wt%）含量較低，導致γ'相含量不高，鍛件高溫強度需要進一步提升。現有的制備方法已經不能滿足GH4780合金鍛件的研制需求。
[0005]現有制備方法制得鍛件強度有待提高，不能滿足更高服役溫度下的使用要求。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的是為了克服現有技術制備的鍛件存在混晶組織和高服役溫度下力學性能不能滿足要求的問題，提供一種GH4780合金鍛件及其制備方法與應用。與現有技術相比，本專利技術研制的GH4780合金鍛件組織均勻，鍛件高服役溫度下力學性能顯著提高。
[0007]為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種GH4780合金鍛件的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：（1）將GH4780合金鑄錠進行均勻化處理，得到均勻化鑄錠；（2）將所述均勻化鑄錠進行軋制處理，得到軋制棒材；（3）將所述軋制棒材進行鐓餅鍛造處理，得到鐓餅棒材；（4）將所述鐓餅棒材進行模鍛處理，得到鍛態鍛件；（5）將所述鍛態鍛件進行固溶處理，得到固溶鍛件；（6）將所述固溶鍛件進行時效處理；其中所述模鍛處理的保溫溫度為1050
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1100℃；所述固溶處理的溫度為1010
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1120℃；
所述時效處理的溫度為700
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840℃。
[0008]本專利技術第二方面提供一種上述方法制得的GH4780合金鍛件。
[0009]本專利技術第三方面提供一種上述的GH4780合金鍛件在航空發動機或地面燃氣輪機盤鍛件、環形件、轉動軸和葉片中的應用。
[0010]通過上述技術方案，本專利技術提供的一種GH4780合金鍛件及其制備方法與應用獲得以下有益的效果：本專利技術中通過采用特定的處理方式，不僅能夠有效減少MC碳化物數量和尺寸，而且可以提高合金中γ'相含量。與現有技術相比，本專利技術研制的GH4780合金鍛件，棒材高服役溫度下力學性能顯著提高。
具體實施方式
[0011]在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
[0012]為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種GH4780合金鍛件的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：（1）將GH4780合金鑄錠進行均勻化處理，得到均勻化鑄錠；（2）將所述均勻化鑄錠進行軋制處理，得到軋制棒材；（3）將所述軋制棒材進行鐓餅鍛造處理，得到鐓餅棒材；（4）將所述鐓餅棒材進行模鍛處理，得到鍛態鍛件；（5）將所述鍛態鍛件進行固溶處理，得到固溶鍛件；（6）將所述固溶鍛件進行時效處理；其中所述模鍛處理的保溫溫度為1050
?
1100℃；所述固溶處理的溫度為1010
?
1120℃；所述時效處理的溫度為700
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840℃。
[0013]本專利技術中對GH4780合金鑄錠的制備方式不做特殊的限定，該GH4780合金鑄錠由本領域的常規方法獲得即可，例如GH4780合金鑄錠由真空感應熔煉+電渣重熔+真空自耗重熔三聯冶煉得到，或者GH4780合金鑄錠由真空感應熔煉+真空自耗重熔兩聯冶煉得到。
[0014]根據本專利技術，所述均勻化處理的過程包括：（1
?
1）將所述GH4780合金鑄錠進行鐓粗處理，得到鐓粗鑄錠；（1
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2）將所述鐓粗鑄錠進行拔長處理，得到拔長鑄錠；（1
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3）將所述拔長鑄錠進行第一保溫處理，然后隨爐冷卻至室溫，得到所述均勻化鑄錠。
[0015]本專利技術中所稱的爐冷是指：坯料在爐中隨爐溫降低而冷卻，下同不再贅述。
[0016]根據本專利技術，所述鐓粗處理包括如下步驟：將所述GH4780合金鑄錠，以10
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30℃/min的升溫速度，從T1為200
?
300℃，升溫至T2為1180
?
1220℃，并進行保溫處理20
?
40h。
[0017]根據本專利技術，所述鐓粗處理的變形量B1為20
?
50%。
[0018]根據本專利技術，所述鐓粗處理的下壓速度為5
?
15mm/min。
[0019]本專利技術中所稱的下壓速度是指：單位時間內鍛壓機砧子的下壓量，下文于此相同，
不再贅述。
[0020]根據本專利技術，所述拔長處理條件包括：所述拔長處理的保溫溫度為1140
?
1180℃，所述拔長處理的保溫時間為20
?
40h。
[0021]根據本專利技術，所述拔長處理的變形量B2為20
?
50%。
[0022]本專利技術中所稱的變形量是指：加工變形前后坯料沿變形方向尺寸的變本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種GH4780合金鍛件的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：（1）將GH4780合金鑄錠進行均勻化處理，得到均勻化鑄錠；（2）將所述均勻化鑄錠進行軋制處理，得到軋制棒材；（3）將所述軋制棒材進行鐓餅鍛造處理，得到鐓餅棒材；（4）將所述鐓餅棒材進行模鍛處理，得到鍛態鍛件；（5）將所述鍛態鍛件進行固溶處理，得到固溶鍛件；（6）將所述固溶鍛件進行時效處理；其中，所述模鍛處理的保溫溫度為1050
?
1100℃；所述固溶處理的溫度為1010
?
1120℃；所述時效處理的溫度為700
?
840℃。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述均勻化處理的過程包括：（1
?
1）將所述GH4780合金鑄錠進行鐓粗處理，得到鐓粗鑄錠；（1
?
2）將所述鐓粗鑄錠進行拔長處理，得到拔長鑄錠；（1
?
3）將所述拔長鑄錠進行第一保溫處理，然后隨爐冷卻至室溫。3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述鐓粗處理包括如下步驟：將所述GH4780合金鑄錠，以10
?
30℃/min的升溫速度，從T1為200
?
300℃，升溫至T2為1180
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1220℃，并進行保溫處理20
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40h；和/或，所述鐓粗處理的變形量B1為20
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50%；和/或，所述鐓粗處理的下壓速度為5
?
15mm/min。4.根據權利要求2或3所述的方法，其中，所述拔長處理的條件包括：所述拔長處理的保溫溫度為1140
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1180℃，所述拔長處理的保溫時間為20
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40h；和/或，所述拔長處理的變形量B2為20
?
50%；和/或，所述拔長處理的下壓速度為5
?
15mm/min。5.根據權利要求2或3所述的方法，其中，所述第一保溫處理的條件包括：所述第一保溫處理的保溫溫度為1140
?
1180℃，所述第一保溫處理的保溫時間為10
?
20h。6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述軋制處理的過程包括：（2
?
1）將所述均勻化鑄錠進行熱連軋處理，得到熱連軋棒材；（2
?
2）將所述熱連軋棒材進行溫軋處理，得到溫軋棒材；（2
?
3）將所述溫軋棒材進行冷軋處理。7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述熱連軋處理包括如下步驟：將所述均勻化鑄錠在1165
?
1195℃的條件下，保溫1
?
4h后，進行第一軋制，以10
?
20℃/min的冷速，爐冷至1050
?
1100℃；和/或，所述第一軋制的時間為60
?
180s；和/或，所述第一軋制進行1
?
3火次；和/或，所述熱連軋處理的變形量B3為30
?
60%。8.根據權利要求6或7所述的方法，其中，所述溫軋處理包括如下步驟：將所述熱連軋棒材在1050
?
1100℃的條件下，保溫1
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4h后，進行第二軋制，空冷至室溫；和/或，所述第二軋制的時間為30
?
100s；和/或，所述第二軋制進行1

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝興飛，曲敬龍，張國棟，田成剛，杜金輝，王民慶，
申請(專利權)人：四川鋼研高納鍛造有限責任公司，
類型：發明
國別省市：