[发明专利]难变形高温合金GH4720Li均质细晶棒材轧制方法

说明书

难变形高温合金GH4720Li均质细晶棒材轧制方法，具体步骤为：采用3+1横列式轧机对Φ53mm的GH4720Li坯料进行轧制，为避免轧制过程中温度降低，棒材采用软包套处理，经一火4～8道次轧制为Φ20～33mm成品，采用7棍矫直机对轧制棒材坯料进行在线矫直，提高棒材的直线度，矫直结束后厂房内空冷。本发明解决了难变形高温合金轧制开裂、组织不均匀、易混晶问题，棒材晶粒度达到均匀ASTM 8～9级以上，其室温抗拉强度达到1652 MPa，延伸率达到14.5%。

技术领域

本发明属于高温合金热加工技术领域，具体涉及难变形高温合金GH4720Li均质细晶棒材轧制方法。

背景技术

GH4720Li 合金是一种镍基时效强化型高温合金，主要用于服役温度不超过 730℃的燃气涡轮发动机用关键转动部件，如涡轮盘、涡轮叶片等。GH4720Li合金中加入了大量的强化元素(如 Al、Ti、Mo、W等)，该合金中强化元素的总量达11.5%左右，其中，γ′强化相形成元素Al+Ti含量高达7.5%。合金元素的加入使得合金的γ′相含量在 40%左右，固溶强化元素使得合金具有优良的高温性能。随着合金化程度的提高，合金的高温强度提高，合金的熔点降低，成分不均匀性增大，强化相 γ′数量增加，且 γ′相的全溶温度上升，动态再结晶温度上升，由此导致合金的热加工温度范围越来越窄，热变形抗力急剧增大，热加工塑性降低。GH4720Li在难变形高温合金中属于极难加工的一种，主要表现为变形温度窗口窄、变形抗力大、热塑性差，处于变形方式生产与不可变形方式生产的临界点。高温合金棒材热轧制过程中温降快，较快温降易导致表面开裂，对于难变形高温合金来说裂纹极易扩展导致坯料开裂；同时轧制过程中会出现卡棍、飞边、折叠、轧制耳朵、棒材边部粗晶和低倍亮圈等，这些都是轧制棒材温度及变形不均匀导致。若不对轧制工艺进行调整，这种折叠、轧制耳朵会阻碍棒材的下一道轧制工序，低倍组织和高倍组织的不合难以避免；为了避免合金变形抗力大，热塑性差就需要选择合理的加工温度和加工变形方式，因此合理热加工温度及轧制变形量是GH4720Li均质性细晶棒材研制过程中控制的关键。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供难变形高温合金GH4720Li均质细晶棒材轧制方法，具有棒材组织均匀、成品率高、生产效率高、适用于批量化生产的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

难变形高温合金GH4720Li均质细晶棒材轧制方法，包括以下步骤：

步骤1，坯料表面进行剥皮处理；

步骤2，为避免轧制过程中温度降低，轧制前坯料采用软包套处理，包套材料为石棉，粘结剂为玻璃粉；

步骤3，采用3+1横列式轧机对坯料进行一火4～8道次轧制，轧制完成后进行在线矫直；

步骤4，采用7棍在线矫直机对直径为Φ20～33mm棒材进行在线矫直，弯曲度≤1mm/m，矫直径缩≤0.15，矫直结束后厂房空冷。

步骤1，所述的剥皮处理是采用车床对坯料进行表面车光，Ra≤2.0μm，避免坯料中的微裂纹或者缺陷在轧制变形过程中扩展，引起开裂，车光后坯料尺寸为Φ53±3mm。

所述的步骤2，具体做法是：将玻璃粉均匀涂覆在石棉上，随后将加热的坯料放置在石棉上进行包套。

所述的步骤3，加热温度为1100～1140℃，保温时间为60～120min，单道次轧制变形量为10～30%，轧制完成后进行在线矫直。

所述的步骤4，在线矫直变形量控制在10%以内。

本发明的有益效果是：