[发明专利]一种优化钴基变形高温合金锻棒材的制造工艺

说明书

本发明公开一种优化钴基变形高温合金锻棒材的制造工艺，目的是使高温合金GH5188成品棒材达到碳化物弥散分布状态。本发明技术方案如下：采用反复镦粗、拔长及再烧加热工艺，快、径锻联合锻造方式；变形量控制在35％～45％，快锻末火单向拔长变形量控制在45％～55％，径锻变形量大于30％，使棒坯组织得到充分破碎；中间火次加热时间为2h～3h，使快锻未再结晶组织能够充分完成静态再结晶，聚集的碳化物充分回溶后再次弥散析出，最终得到碳化物弥散分布的锻制棒材。本发明的优点在于：1.通过控制镦粗次数及各火次变形量，改善棒材微观组织均匀性；2.通过调整再烧加热时间，促使前一火次未完全再结晶的组织能够充分完成静态再结晶，聚集的碳化物充分回溶后在再次锻造过程中弥散析出。

技术领域

本发明属于高温合金锻造加工领域，具体涉及一种优化钴基变形高温合金锻棒材的制造工艺,钴基变形高温合金排号GH5188。

背景技术

GH5188合金是依靠14.5％钨固溶强化、并采用碳化物弥散强化的钴基抗氧化型高温合金，合金中添加稀土元素镧以提高材料抗氧化能力，添加硼强化晶界；合金具有较高的抗拉强度、良好的塑性、优异的持久性能、焊接性能及抗氧化性能，使用温度可达到1000℃，主要应用于航空发动机涡流板、火焰导向器、燃烧室内壁、燃烧室外壁、封严片等高温部件及煤化工设备管道内衬、喷嘴等部件。该合金传统的锻造工艺特点是采用1160℃±10℃加热，快锻机直拔成材，每火次再烧时间1h～1.5h。目前，国内外生产GH5188合金棒材,通常均采用如上述的直拔成材生产工艺及加热工艺；然而，采用该工艺生产的GH5188成品棒材存在碳化物条带聚集严重(见图1)的问题。

发明内容

本发明公开一种优化钴基变形高温合金锻棒材的制造工艺，目的是使高温合金GH5188成品棒材达到碳化物弥散分布状态。

本发明技术方案如下：

采用反复镦拔，改进再烧加热工艺，快、径锻联合锻造方式；

1.GH5188合金棒材制造工艺流程：

钢锭加热→快锻首火次锻造→中间坯加热→快锻中间火次锻造→中间坯加热→快锻末火次锻造→快锻坯加热→径锻机锻造成材。

2.具体工艺措施：

钢锭加热：低于600℃装炉，以低于50℃/h的升温速率升温至1000℃～1060℃范围，保温2h～4h，然后以低于60℃/h的升温速率升温至1150℃～1170℃，保温2h～4h；

快锻首火次锻造：钢锭进行拔长，钢锭锻造加热温度1150℃～1170℃，变形量12％～15％；

中间坯加热：中间坯回炉加热温度1150℃～1170℃，再烧时间2h～3h；

快锻中间火次锻造：钢坯进行1～3火次镦粗+拔长，锻造加热温度1150℃～1170℃，变形量35％～45％；钢坯进行拔长，锻造加热温度1150℃～1170℃，变形量20％～35％；

中间坯加热：中间坯回炉加热温度1150℃～1170℃，再烧时间2h～3h；

快锻末火次锻造：钢坯进行单向拔长，锻造加热温度1150℃～1170℃，变形量45％～55％；

快锻坯加热：快锻坯回炉加热温度1150℃～1170℃，再烧时间2h～3h；

径锻机锻造：径锻机一火次锻至成品规格，变形量大于30％。

对发明创新点的说明：

通过快锻过程反复镦粗、拔长，变形量控制在35％～45％，快锻末火单向拔长变形量在45％～55％，径锻变形量大于30％，使棒坯组织得到充分破碎；中间火次加热时间调整为2h～3h，使快锻未再结晶组织能够充分完成静态再结晶，聚集的碳化物充分回溶后再次弥散析出，最终得到碳化物弥散分布的锻制棒材。