[发明专利]一种大规格高温合金铸锭的开坯方法及制得的棒材

说明书

本申请涉及高温合金技术领域，具体公开了一种大规格高温合金铸锭的开坯方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将经过逐级升温的多段式均匀化处理后的高温合金铸锭进行加热保温；S2、将保温好的铸锭在合金单相区内进行多火次墩拔处理，多火次墩拔的时候加热温度逐级降温；S3、然后降低加热温度至双相区进行多火次墩拔处理，多火次墩拔的时候加热温度逐级降温。本申请还公开了通过上述方法制得的棒材。本申请具有改善合金的热加工塑性，实现对于高合金化大尺寸高温合金的铸锭开坯，在防止开裂的情况下得到均质的棒材特点。

技术领域

本申请涉及高温合金的技术领域，更具体地说，它涉及一种大规格高温合金铸锭的开坯方法及制得的棒材。

背景技术

随着航空发动机和燃气轮机的迭代更新，其所用材料中占据重要位置的镍基沉淀强化型高温合金盘锻件的发展呈现出高合金化和规格大型化的趋势，导致了其铸锭热加工性能的恶化。

目前，国内外在高合金化大尺寸高温合金铸锭开坯过程中存在很多问题，例如棒材表面开裂、组织粗大、晶粒级差大等。而由于棒材到盘锻件的热加工过程呈现组织的遗传性，因此，采用何种方法对铸锭进行开坯，将直接影响棒材的组织性能，最终影响盘锻件的组织性能。开坯方法的突破，需要通过制定合理的均匀化退火制度和适合的墩拔工艺，从而改善合金热加工塑性，在防止开裂的情况下得到均质的棒材。

发明内容

为了改善合金的热加工塑性，实现对于高合金化大尺寸高温合金的铸锭开坯，在防止开裂的情况下得到均质的棒材，本申请提供一种大规格高温合金铸锭的开坯方法及制得的棒材。

第一方面，本申请提供的一种大规格高温合金铸锭的开坯方法采用如下的技术方案：

一种大规格高温合金铸锭的开坯方法，包括以下步骤：

S1、将经过逐级升温的多段式均匀化处理后的高温合金铸锭进行加热保温；

S2、将保温好的铸锭在合金单相区内进行多火次墩拔处理，多火次墩拔的时候回炉温度逐级降温；

S3、然后降低加热温度至双相区进行多火次墩拔处理，多火次墩拔的时候回炉温度逐级降温。

通过采用上述技术方案，本申请通过将自耗锭进行多段式均匀处理，首先对自耗锭进行低温预处理，溶解晶界处出现的低熔点相，然后再进行高温扩散，在避免晶界处并未出现熔融或孔洞的情况下，得到的大规格自耗锭的成分偏析和组织偏析均得到了明显改善，得到的铸锭组织均匀，碳化物呈颗粒状，提高铸锭的热塑性，然后再进行开坯锻造工艺，开坯锻造的时候利用合金γ′强化相和碳化物与动态再结晶的交互作用，采用“单相区、双相区降温”的方法在墩拔过程中逐步改善铸锭的热加工塑性，达到变形温度降低和组织改善的互动。最终得到了大规格、组织均匀的棒材，而且获得的棒材能满足HB/Z34-1998AA级要求（单个缺陷不超过φ1.2mm当量平底孔），且彻底消除了铸态组织。

可选的，步骤S3步骤中降低加热温度至双相区的具体操作为：先炉冷至Ts±10℃，然后缓冷至（Ts -50）-（Ts -150）℃，保温1.5-2.5h，然后升温至（Ts-30）-Ts℃进行多火次墩拔；

其中，Ts为变形高温合金的γ′相全熔温度。

通过采用上述技术方案，在单相区降温至双相区的时候，先进行缓冷，使得合金在析出粗大γ′强化相和扇形组织，弯曲晶界，提高合金的热加工塑性，降低合金变形时的流变应力峰值，然后再升温至双相区进行墩拔，使得合金在中γ′强化相和与动态再结晶的交叉作用下，可以获得均匀的组织。

可选的，步骤S2中第一火次墩粗和拔长的热处理温度为（Ts+30）-（Ts+50）℃，然后降温至（Ts+10）-（Ts+20）℃的热处理温度进行第二火次墩粗和拔长；