[发明专利]高合金化高温合金材料均质化的方法

说明书

本发明涉及高温合金热加工技术领域，尤其是涉及一种高合金化高温合金材料均质化的方法。高合金化高温合金材料均质化的方法，包括如下步骤：将高合金化高温合金铸锭进行预开坯处理，然后进行均匀化热处理，再进行开坯锻造；其中，所述预开坯处理包括：在不超过1200℃的温度下对所述铸锭进行加热处理后，进行预开坯锻造。本发明的方法，改善了材料的晶粒组织均匀性，特别是微区尺度范围内的晶粒组织；改善了微区尺度范围内的第二相分布的均匀性，特别是一次γ′相的尺寸和面积百分数更均匀，使得长期组织稳定性和性能稳定性更好，材料在长期服役安全可靠性更高；能够提高材料的利用率和成材率。

技术领域

本发明涉及高温合金热加工技术领域，尤其是涉及一种高合金化高温合金材料均质化的方法。

背景技术

镍基变形高温合金广泛应用在航空航天发动机的热端部件，随着先进航空航天用发动机的发展，对高温合金材料的承温能力要求不断提高，材料中加入了更多的合金化元素。高合金化的高温合金制备难度不断增加，固溶强化元素W、Mo和Cr，以及Ti、Nb和Ta等元素的偏析不断加剧，枝晶间析出相更易偏聚，引起最终材料构件组织的不均匀以及第二相分布的不均匀，给材料在长期服役过程中的性能带来不确定性，微观组织发生不可逆的改变，性能发生衰减等。

近年来高温合金材料研究和生产者，针对高合金化高温合金材料，通过延长均匀化热处理时间，或增加开坯锻造火次和变形量等手段来改善材料的偏析程度，但这往往加大了能源消耗，却仍然达不到均质化的目的。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供高合金化高温合金均质化的方法，以解决现有技术中存在的高合金化高温合金微观偏析等技术问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

高合金化高温合金材料均质化的方法，包括如下步骤：

将高合金化高温合金铸锭进行预开坯处理，然后进行均匀化热处理，再进行开坯锻造；

其中，所述预开坯处理包括：在不超过1200℃的温度下对所述铸锭进行加热处理后，进行预开坯锻造。

在本发明的具体实施方式中，所述预开坯处理包括：在不超过1170℃的温度下对所述铸锭进行加热处理后，进行预开坯锻造。

在本发明的具体实施方式中，所述预开坯处理包括：

(a)以≤120℃/h的速率升温至600～900℃保温4h以上；

(b)再以≤50℃/h的速率升温至1100～1150℃保温4～8h；

(c)再以≤10℃/h的速率升温至1150～1170℃保温4～8h；

(d)然后以≤50℃/h的速率降温至950～1050℃保温1～2h；

(e)再以≤50℃/h的速率升温至1100～1170℃保温1～4h后进行预开坯锻造。

本发明的高合金化高温合金材料均质化的方法中，在均匀化热处理之前进行了预开坯，引入大量元素扩散的通道缺陷，比如晶界、相界、位错等，加速了均匀化热处理过程中元素的扩散，可降低均匀化热处理的时间，节省能源，并且降低材料中元素的偏析指数；再进行后续的开坯锻造，解决了常规工艺制备的锻坯的组织均匀性和第二相均匀性欠佳等问题。

在本发明的具体实施方式中，所述预开坯锻造中，锻造的火次为1～3次。

在本发明的具体实施方式中，所述预开坯锻造中，每火次的变形量为15％～45％。

在本发明的具体实施方式中，采用约束镦粗的方式进行所述预开坯锻造。