[发明专利]GH4780合金锻件及其制备方法与应用

说明书

本发明属于金属材料制造领域，具体涉及一种GH4780合金锻件及其制备方法与应用。该方法包括以下步骤：（1）将GH4780合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化铸锭；（2）将所述均匀化铸锭进行轧制处理，得到轧制棒材；（3）将所述轧制棒材进行镦饼锻造处理，得到镦饼棒材；（4）将所述镦饼棒材进行模锻处理，得到锻态锻件；（5）将所述锻态锻件进行固溶处理，得到固溶锻件；（6）将所述固溶锻件进行时效处理。本发明研制的GH4780合金锻件中晶粒组织均匀，锻件高服役温度下的力学性能显著提高。

技术领域

本发明属于金属材料制造领域，具体涉及一种GH4780合金锻件及其制备方法与应用。

背景技术

GH4780镍基高温合金可用来制备能够在800℃条件下使用的航空发动机和地面燃气轮机用各类锻件。现有技术中GH4780合金成分如下：碳0.06%-0.12％，锆0.005％-0.07％，铬22％-23％，钼≤0.2％，钨1.8％-2.2%，钴18.5％-19.5％，铁≤0.7％，铌0.65％-0.95％，铝1.1％-1.4％，钛2.1％-2.4％，磷≤0.015％，硼0.002％-0.007％，钽0.85%-1.15%，铜≤0.1％，锰≤0.1％，硅≤0.15％，钒≤0.1％，镁≤0.007％，硫≤0.007％，余量为镍。

现有的制备方法：（1）在900-1160℃下对GH4780合金铸锭进行至少两个火次的拔长、镦粗，使其变形量为10%-50%，得到GH4780合金坯料；（2）将GH4780合金坯料在1010-1080℃经过两个火次的锻造，使其变形量为10%-50%，得到所述GH4780合金锻件。现有技术制备的GH4780合金锻件室温抗拉强度低于1300MPa，800℃抗拉强度低于900MPa，800℃/500MPa持久寿命低于20h。

现有技术中GH4780合金的C含量达到0.06wt%-0.12wt％，导致形成大量尺寸较大的MC碳化物，MC碳化物分布不均匀极易形成混晶组织，而且MC碳化物极易形成应力集中，诱发裂纹产生。另外，现有技术中GH4780合金的Ti（2.1wt％-2.4wt％）和Ta（0.85wt%-1.15wt%）含量较低，导致γ'相含量不高，锻件高温强度需要进一步提升。现有的制备方法已经不能满足GH4780合金锻件的研制需求。

现有制备方法制得锻件强度有待提高，不能满足更高服役温度下的使用要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术制备的锻件存在混晶组织和高服役温度下力学性能不能满足要求的问题，提供一种GH4780合金锻件及其制备方法与应用。与现有技术相比，本发明研制的GH4780合金锻件组织均匀，锻件高服役温度下力学性能显著提高。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种GH4780合金锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）将GH4780合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化铸锭；

（2）将所述均匀化铸锭进行轧制处理，得到轧制棒材；

（3）将所述轧制棒材进行镦饼锻造处理，得到镦饼棒材；

（4）将所述镦饼棒材进行模锻处理，得到锻态锻件；

（5）将所述锻态锻件进行固溶处理，得到固溶锻件；

（6）将所述固溶锻件进行时效处理；其中

所述模锻处理的保温温度为1050-1100℃；所述固溶处理的温度为1010-1120℃；所述时效处理的温度为700-840℃。

本发明第二方面提供一种上述方法制得的GH4780合金锻件。

本发明第三方面提供一种上述的GH4780合金锻件在航空发动机或地面燃气轮机盘锻件、环形件、转动轴和叶片中的应用。