[发明专利]一种航空航天燃汽轮机用HR120合金环锻件制造方法

说明书

本发明公开了一种航空航天燃汽轮机用HR120合金环锻件制造方法，其技术方案包括以下步骤：步骤S1、制备合金锭；步骤S2、下料；步骤S3、加热：电渣锭以≤600℃装炉，之后升温至910℃，保温，加热到1180℃保温；步骤S4、锻造，用锻造装取料机将锻坯转运至压机上进行锻造，控制锻造最后的轴向变形量≥4；切向变形量≥1.5，包括以下工步：第一工步：锻坯镦粗；第二工步：锻坯马架扩孔；第三工步：锻坯轧环第一火；第四工步：将锻坯的锐边车圆角；第五工步：锻坯轧环第二火；步骤S5、锻后冷却：水冷，得到锻件；步骤S6、性能热处理：将锻件进行固溶，本发明优点使锻件均匀变形得到均匀细小的有方向性的晶粒，满足产品力学性能和晶粒度要求。

技术领域

本发明涉及合金制造技术领域，尤其涉及一种航空航天燃汽轮机用HR120合金环锻件制造方法。

背景技术

随着经济和工业水平的发展，重型燃气轮机是是迄今为止效率最高的热-功转换类设备，燃气轮机广泛应用在航空航天领域，由于其设计和制造的难度极大，集中体现一个国家的工业水平。目前燃气轮机内部工作温度可达1300摄氏度以上，也要求制造燃汽轮机的合金更好的高温性能。

HR120合金是一种固溶体强化耐热合金，在高温下具有优异的强度，并且具有良好抗渗碳能力，其抗氧化性与其他广泛使用的Fe-Ni-Cr材料相当，尤其出色的是这种合金在高达2500°F(1371℃)的温度下依然具有凸出的结构强度。所以受到了研究人员青睐。

目前HR120合金锻件的处理工艺为冷变形，钢锭下料，镦粗、冲孔、马扩、多次碾环，直至辗环至工艺尺寸，中间无特殊处理工序。使用传统的工艺制备小尺寸环锻件没有问题，但是现在要加工一种大尺寸锻件，存在以下问题：

1、HR120合金虽然有良好的强度，但是也意味着HR120合金的加工性能不足，要达到工艺尺寸，往往需要冲孔、马扩和碾环等都需要进行多次才能达到目标尺寸，冲孔后内孔有缺陷需要清伤，马扩内孔后需要清伤，每一火辗环后需要清伤，一方面多次清伤导致原材料重量损失严重以及合金结构破坏，严重的时候甚至会导致产品报废。

2、大型环锻件需要进行多次清伤也会导致生产周期延长。

3、大型环锻件需要进行多次变形过程，不可避免每次变形过程多存在误差，多次变形之后，误差会累计，导致锻件不能均匀变形，不能得到均匀细小的有方向性的晶粒，锻件的晶粒粗大，晶粒度低，进而影响产品的力学性能，产品不要满足燃气轮机严格要求。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种航空航天燃汽轮机用HR120合金环锻件制造方法，其优点在于采用少量的变形过程再配合轧环时保温措施及合适的性能热处理制度，使锻件均匀变形得到均匀细小的有方向性的晶粒，解决加工性能不足的难题，满足产品力学性能和晶粒度要求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种航空航天燃汽轮机用HR120合金环锻件制造方法，，包括以下步骤：

步骤S1、制备合金锭：原材料入炉炼制电渣锭；

步骤S2、下料：将电渣锭的补缩端及电极板端进行切除；

步骤S3、加热：电渣锭以≤600℃装炉，之后升温至910℃，然后保温，最后加热到1180℃保温，得到锻坯；

步骤S4、锻造，用锻造装取料机将锻坯转运至压机上进行锻造，控制锻造最后的轴向变形量≥4；切向变形量≥1.5，包括以下工步：

第一工步：锻坯镦粗，之后冲孔，回炉保温，保温时间T3＝钢锭最大有效截面直径×0.3min/mm，设备上、下工装与产品接触面需使用保温棉隔离；

第二工步：锻坯马架扩孔，一火完成，锻比＝1.6；