阅读说明：本技术 Gh3128合金棒材制备方法 (Preparation method of GH3128 alloy bar ) 是由 赖宇 刘庭耀 付建辉 蒋世川 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及高温合金锻造方法领域,尤其是一种有效实现低钨GH3128棒材成型,同时棒材组织均匀且μ相时效析出量降低的GH3128合金棒材制备方法,包括如下步骤：a、将低钨含量的电渣锭进行均匀化热处理；b、将均匀化热处理后的电渣锭进行两道次预压实拔长；c、进行一火次四道次径锻开坯,整形到尺,随后空冷车修成型。本发明在均匀化之后先进行预压实拔长,有利于电渣锭铸态组织的破碎,实现组织转变为等轴晶,为并将此作为径锻成型的中间坯。本发明尤其适用于GH3128合金棒材制备工艺之中。(The invention relates to the field of high-temperature alloy forging methods, in particular to a preparation method of a GH3128 alloy bar, which can effectively realize the forming of a low-tungsten GH3128 bar, has uniform bar structure and reduced mu-phase precipitation yield, and comprises the following steps: a. carrying out homogenization heat treatment on the electroslag ingot with low tungsten content; b. carrying out two times of pre-compaction and drawing on the electroslag ingot after the homogenization heat treatment; c. and performing one-fire four-pass radial forging cogging, shaping to a ruler, and then performing air cooling and vehicle repairing molding. The invention carries out pre-compaction and drawing-out after homogenization, is beneficial to crushing the cast structure of the electroslag ingot, realizes the transformation of the structure into isometric crystal, and takes the isometric crystal as an intermediate billet for radial forging forming. The invention is particularly suitable for the preparation process of the GH3128 alloy bar.)

GH3128合金棒材制备方法

技术领域

本发明涉及高温合金锻造方法领域，尤其是一种GH3128合金棒材制备方法。

背景技术

GH3128是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金，具有高的塑性，较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。GH3128主要用于950℃以下长期工作的燃气涡轮发动机和燃烧室火焰筒等领域。随着科技进步以及合金应用环境的改变，也不断对合金性能提出要求，从航空材料手册中可知，合金固溶了超过8％的钨含量，而钨在合金中增加μ相的析出倾向，这将严重影响合金的持久及疲劳性能。

专利201510848784.8及专利201611149289.9中，针对GH4169合金棒材制备均采用多火次反复镦拔工艺，但是需要严格控制锻后温度，而且大颗粒析出问题仍然存在。专利201810749244.8中，针对合金晶粒均匀化，采用多火横、径向镦拔工艺制备GH3128的合金棒材，该方式有利于各方向晶粒的均匀性实现，但是加工成型的时长增加、多火次加热保温成本增加、锻造温度控制难。目前，尚无能够兼顾GH3128控制组织均匀性和μ相的时效析出的工艺方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有效实现低钨GH3128棒材成型，同时棒材组织均匀且μ相时效析出量降低的GH3128合金棒材制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：GH3128合金棒材制备方法，包括如下步骤：a、首先，将低钨含量的电渣锭进行均匀化热处理；b、将均匀化热处理后的电渣锭进行两道次预压实拔长，第一道次预压实拔长变形量为20％～30％，第二道次变形量为25％～35％，从而破碎电渣锭铸态组织；c、进行一火次四道次径锻开坯，第一道次采用90次/min的打击频次，变形量为5％～10％，圆整棒材；第二道次的打击频次为180次/min，变形量为25％～30％，实现锻棒组织再结晶；第三道次打击频次为180次/min变形量为15％～20％，协调棒材整体变形，增加组织均匀性；第四道次打击频次为180次/min，整形到尺，随后空冷车修成型。

进一步的是，步骤a中，均匀化热处理为在1150℃下保温5小时。

进一步的是，步骤b中，拔长方式为型砧拔长。

本发明的有益效果是：本发明采用降低钨含量的电渣铸锭作为锻棒锻造坯料，降低钨元素的添加量既能降低生产成本，在一定程度上也能减少偏析，降低μ相析出倾向。同时，在均匀化之后先进行预压实拔长，有利于电渣锭铸态组织的破碎，实现组织转变为等轴晶，为并将此作为径锻成型的中间坯。另外，直接一火次四道次径锻成形，能够保证锻坯在晶粒快速长大温度以下、μ相析出峰温度以上完成热加工，同时通过道次打击的匹配提高组织均匀性。本发明尤其适用于GH3128合金棒材制备工艺之中。

附图说明

图1是本发明制备的棒材的心部组织的晶相图。

图2是本发明制备的棒材的1/2半径处组织的晶相图。

图3是本发明制备的棒材的表层组织的晶相图。

图4是本发明制备的棒材时效组织的晶相图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示的GH3128合金棒材制备方法，包括如下步骤：a、首先，将低钨含量的电渣锭进行均匀化热处理；b、将均匀化热处理后的电渣锭进行两道次预压实拔长，第一道次预压实拔长变形量为20％～30％，第二道次变形量为25％～35％，从而破碎电渣锭铸态组织；c、进行一火次四道次径锻开坯，第一道次采用90次/min的打击频次，变形量为5％～10％，圆整棒材；第二道次的打击频次为180次/min，变形量为25％～30％，实现锻棒组织再结晶；第三道次打击频次为180次/min变形量为15％～20％，协调棒材整体变形，增加组织均匀性；第四道次打击频次为180次/min，整形到尺，随后空冷车修成型。

高温合金棒材的生产通常采用“快锻镦拔开坯”加“一火次或多火次径锻”的组合锻造工艺，采用该组合锻造工艺主要是针对大锭型大规格棒材或者要求细晶粒及严格要求晶粒极差的合金棒材，而GH3128合金发生动态再结晶的临界值较低，易于完成动态再结晶，且晶粒长大敏感性主要与温度有关，因此为GH3128合金棒材的一火次多道次径锻成型创造了条件。专利的GH3128合金棒材制备方法采用低钨含量的GH3128的电渣锭进行制备。首先将电渣锭高温均匀化热处理，然后一定变形量的预压实拔长开坯，最后以一火次多道次的径锻开坯方式实现棒材制备，本专利通过直接径锻成材缩短了加工时间，降低生产成本，同时在控制组织均匀性的同时也能控制μ相的时效析出。其中，具体的讲，在高温均匀化热处理后先进行两道次预压实拔长，初步压实锭坯，消除锭坯里面的疏松缩孔，破碎铸态组织产生等轴晶粒。而直接一火次四道次径锻成材，通过道次变形量与打击频次的配合，可以得到均匀的棒材组织，以及减少时效时的μ相析出。

为了进一步的优化制备的工艺，从而获得更为理想的产品品质，优选这样的方案：步骤a中，均匀化热处理为在1150℃下保温5小时。优选步骤b中，拔长方式为型砧拔长。

实施例

将电渣锭首先在1150℃下保温5h完成均匀化热处理；然后在小吨位压机上使用型砧进行两道次预压实拔长，第一道次预压实拔长变形量为20％～30％，第二道次变形量为25％～35％；最后直接在18MN的径锻机上开坯成材，锻造过程为一火次四道次，第一道次采用90次/min的打击频次，变形量为5％～10％，圆整棒材；第二道次的打击频次为180次/min，变形量为25％～30％，实现锻棒组织再结晶，尤其是提高棒材心部的组织再结晶；第三道次打击频次180次/min变形量为15％～20％，协调棒材整体变形，增加组织均匀性；第四道次打击频次180次/min，整形到尺，随后空冷车修成型。完成棒材锻造后进行取样分析，取样位置为沿棒材半径方向心部、1/2半径、表层区域，晶粒状况依次如图1～3所示。

通过上述实施例可以得出，本发明可以在控制组织均匀性的同时也能控制μ相的时效析出，技术优势十分明显，市场推广前景十分广阔。