[发明专利]一种GH4169高温合金自由锻棒坯及其制备方法

说明书

本发明公开的一种GH4169高温合金自由锻棒坯，规格为Φ250～350mm，探伤水平不低于Φ0.4‑6dB，晶粒度为8～9级。本发明还公开了该棒坯的制备方法，首先，通过真空感应熔炼+电渣重熔+真空自耗重熔的三联冶炼工艺冶炼GH4169高温合金铸锭，高温均匀处理；其次，将GH4169高温合金铸锭镦拔开坯锻造；然后，将开坯后的坯料镦拔变形，得到直径为400mm～500mm的坯料；最后，将镦拔后的坯料高温进行连续回炉拉拔锻造，得到直径为250mm～350mm的GH4169高温合金自由锻棒坯。本发明公开的方法将棒坯晶粒度控制在8～9级，边部至心部的晶粒度级差控制在1级以内，提高了大棒坯的组织均匀性。

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种GH4169高温合金自由锻棒坯，还涉及该棒坯的制备方法。

背景技术

GH4169合金是一种时效强化型的镍基高温合金，合金在-253℃～700℃温度范围内综合性能优异，650℃以下的屈服强度更是位居变形高温合金首位，且抗氧化、耐蚀性能良好，在宇航、核能、石油工业及模具制造等领域中获得了极为广泛的应用。目前已批量生产的GH4169合金产品包含棒坯、板坯、锻坯等，其中以自由锻高温合金棒坯应用最多。

相比于其他镍基高温合金，GH4169合金中Nb含量多达5％以上，强化相多，主要强化相有γ＇相、γ＇＇、δ、NbC相，合金在加热与热加工过程中强化相不断的溶解与析出，影响合金的再结晶进程，从而影响晶粒组织及性能。GH4169合金是一种对热加工过程极为敏感的合金，使用自由锻工艺生产GH4169合金棒坯，合适的加热温度和锻造变形量会严重影响合金的组织特征。

现有方法加工的GH4169合金从工业生产的角度讲，使用到的设备成本较高，且生产的棒坯质量有待提升。本发明在保证GH4169合金Φ250mm～Φ350mm规格棒坯具有较高成品率的前提下，能够使合金组织晶粒度达到8级以上，探伤水平达到Φ0.4-6dB以上的水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种GH4169高温合金自由锻棒坯。

本发明的另一目的是提供一种GH4169高温合金自由锻棒坯的制备方法，解决了现有加工方法需要的设备成本高，并且铸锭成分的均匀性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种GH4169高温合金自由锻棒坯，规格为Φ250～350mm，探伤水平不低于Φ0.4-6dB，晶粒度为8～9级。

本发明的另一技术方案是，一种GH4169高温合金自由锻棒坯的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：

步骤1，依次通过真空感应熔炼+电渣重熔+真空自耗重熔的三联冶炼工艺冶炼GH4169高温合金铸锭，得到直径为480mm～600mm的GH4169高温合金铸锭；

步骤2，GH4169高温合金铸锭在天然气炉中加热至1180℃～1200℃高温均匀处理；

步骤3，均匀化热处理后的GH4169高温合金铸锭在45MN快锻机进行2～3火次连续回炉镦拔开坯锻造，得到坯料；

步骤4，将开坯后得到的坯料在45MN快锻机中进行2～4火次镦拔变形，得到直径为400mm～500mm的坯料；

步骤5，将镦拔后的坯料高温进行2～4火次连续回炉拉拔锻造，得到直径为250mm～350mm的GH4169高温合金自由锻棒坯。

本发明的其他特点还在于，

步骤2中铸锭高温均匀处理过程如下：

首先加热至600℃～650℃，保温系数为0.6min/mm，随后以2℃～6℃/min的加热速度升温至1140℃～1160℃，保温时间≥24h，随后以2℃～6℃/min的加热速度升温至1180℃～1200℃，保温时间为≥48h，保温结束炉冷至600℃～650℃，随后空冷。