一种GH738高温合金晶粒均匀化锻造技术的制作方法

本发明涉及高温合金锻造技术领域，特别涉及一种gh738高温合金晶粒均匀化锻造技术。

背景技术：

航空发动机是衡量一个国家航空实力和科技能力的重要标志之一。机匣类锻件是航空发动机的基座，是发动机的主结构和主承力部件，服役环境恶劣，对材料的综合力学性能要求较高。

gh738材料较传统的gh4169材料综合力学性能更好，正广泛应用于航空发动机的各个部位。目前锻造采用常规的较低的锻造温度，之后采用锻件外部包裹石棉的方式保温，石棉在锻造过程中，很容易脱落，导致保温效果不明显；锻造温度较低，在锻造过程中，发生动态再结晶的温度区间较小，很容易产生混晶的情况，导致锻件容易出现开裂的情况。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种gh738高温合金晶粒均匀化锻造技术，其优点在于在变形的过程中使动态再结晶充分进行，晶粒得到充分的破碎，促使组织晶粒度均匀一致，减少混晶，解决锻件开裂的情况。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种gh738高温合金晶粒均匀化锻造技术，包括以下步骤：s1、下料得到坯料；s2、第一火锻造加热；s3、坯料镦粗冲孔；s4、第二火锻造加热；s5、第二火锻造；s6、第三火锻造加热；s7、第三火锻造取得环锻件；s8、环锻件固溶强化；s9、环锻件一次时效处理；s10、环锻件二次时效处理。

进一步的，在步骤s2中，将坯料放置在加热炉内，升温至920～960℃，保温120～140min；继续升温至1140～1160℃，保温140～160min。

进一步的，在步骤s3、s5和s7中，单道次变形量≥50％，材料的应变速率≥5mm/s。

进一步的，在步骤s4中，将坯料放置在加热炉内，升温至1140～1160℃，保温50～70min。

进一步的，在步骤s6中，将坯料放置在加热炉内，升温至1140～1160℃，保温30～50min。

进一步的，在步骤s8中，将环锻件加热至1010～1040℃后，保温200～250min后，出炉水冷，水温室温，入水时间20～40min。

进一步的，在步骤s9中，将环锻件加热至840～850℃，保温200～250min后，出炉空冷。

进一步的，在步骤s10中，将环锻件加热至750～770℃，保温15～18h后，出炉空冷。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.进行多次锻造加热，并且严格控制加热温度，驱使合金中原子运动激烈运动，强化合金的动态回复和动态再结晶运动，细化组织并且提高组织均一度，减少混晶的情况，使材料进一步软化，方便之后的锻造变形；

2.提高锻件单道次变形量，保证在锻件大变形的时候晶粒得到充分的破碎，进一步提高组织晶粒度均匀度；

3.提高应变速率，容易造成较大的初始位错密度，需要抵消其作用的动态软化难度增加，反应到材料上就是其稳态应力提高。

附图说明

图1是gh738高温合金晶粒均匀化锻造技术的步骤示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种gh738高温合金晶粒均匀化锻造技术，如图1所示，包括以下步骤：

s1、下料得到坯料。坯料尺寸为φ230×450mm。

s2、第一火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至920℃，保温120min；继续升温至1140℃，保温140min。

s3、坯料镦粗冲孔。沿轴向镦粗高度至φ330×220mm，冲孔φ120mm，在变形的过程中，单道次变形量≥50％，材料的应变速率≥5mm/s。晶粒得到充分的破碎，进一步提高组织晶粒度均匀度。

s4、第二火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至1140℃，保温50min。

s5、第二火锻造。坯料预碾环尺寸至：φ530×φ418×210mm。

s6、第三火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至1140℃，保温30min。

s7、第三火锻造。坯料碾环尺寸至：φ1000×φ940×200mm。

s8、环锻件固溶强化。将环锻件加热至1010℃后，保温200min后，出炉水冷，水温室温，入水时间20min。

s9、环锻件一次时效处理。在步骤s9中，将环锻件加热至840℃，保温200min后，出炉空冷。

s10、环锻件一次时效处理。将环锻件加热至750℃，保温15h后，出炉空冷。

s11、产品检测。

实施例2：一种gh738高温合金晶粒均匀化锻造技术，与实施例1不同的步骤在于：

s2、第一火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至940℃，保温130min；继续升温至1150℃，保温150min。

s4、第二火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至1150℃，保温60min。

s6、第三火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至1150℃，保温40min。

s8、环锻件固溶强化。将环锻件加热至1025℃后，保温220min后，出炉水冷，水温室温，入水时间30min。

s9、环锻件一次时效处理。在步骤s9中，将环锻件加热至845℃，保温230min后，出炉空冷。

s10、环锻件一次时效处理。将环锻件加热至760℃，保温16h后，出炉空冷。

s11、产品检测。

实施例3：一种gh738高温合金晶粒均匀化锻造技术，与实施例1不同的步骤在于：

s2、第一火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至960℃，保温140min；继续升温至1160℃，保温160min。

s4、第二火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至1160℃，保温70min。

s6、第三火锻造加热。将坯料放置在加热炉内，升温至1160℃，保温50min。

s8、环锻件固溶强化。将环锻件加热至1040℃后，保温250min后，出炉水冷，水温室温，入水时间40min。

s9、环锻件一次时效处理。在步骤s9中，将环锻件加热至850℃，保温250min后，出炉空冷。

s10、环锻件一次时效处理。将环锻件加热至770℃，保温18h后，出炉空冷。

s11、产品检测。

锻件质量检测：

1、综合力学检测。

实验准备：在实施例1、实施例2、实施例3中随机选取3组。

检测条件：室温实验。

其结果见下表：

检测结果分析：从以上数据可以看出，产品稳定性较好，质量一致性较好，并且各项数据远远超过标准。

2、晶粒度检测。

低倍组织检测：未见到缺陷，符合验收标准要求。

高倍组织检测：位置1：6.5级，位置2：6.5级，位置3：6.5级，位置4：6.0级，位置5：6.5级，位置6：6.0级，位置7：8.0级，位置8：6.5级，位置9：6.5级，位置10：6.5级，位置11：6.5级，位置12：6.0级，位置12：6.0级，位置13：6.5级，位置14：6.5级，位置15：6.5级，位置16：7.5级。

检测结果：晶粒度基本均匀，未见明显的细晶区和粗晶区偏聚。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。