[发明专利]双组织涡轮盘的制造方法

摘要

本发明公开了一种双组织涡轮盘的制造方法，用于解决现有的盘缘与盘毂晶粒度梯度小的技术问题。技术方案是首先制备粉末高温合金材料，再进行包套、锻前热处理、近等温锻造、细晶热处理和梯度热处理，制造出双组织涡轮盘。由于经过锻前热处理，使涡轮盘具备ASTM 13级晶粒度，优先满足了盘心部分对细晶粒度要求；经过梯度热后处理，使盘缘部位晶粒显著长大至ASTM 3级晶粒度，而后满足盘缘部分对粗晶粒度的要求。与背景技术文献1的制造方法相比，增加了细晶热处理工艺、加大了梯度热处理时的温度梯度，显著增大了盘心与盘缘部位的晶粒度梯度。

主权项

一种双组织涡轮盘的制造方法，其特征在于包括以下步骤：(a)将以下组分的Ni基粉末高温合金进行真空熔炼，等离子旋转电极雾化法制粉，真空脱气、包套、封焊后，在1150‑1200℃下进行热等静压成型，成型压力100‑200MPa，成型时间为3‑5h；其组分为0.02～0.05C；2.0～2.4Al；3.8～4.2W；0.6～1.0Nb；3.8～4.2Mo；3.5～3.9Ti；15.5～16.5Cr；12.5～13.5Co；≤0.5Fe；0.006～0.015B；≤0.15Mn；0.025～0.05Zr；≤0.20Si；≤0.015P；≤0.015S；≤0.001H；≤0.005N；≤0.007O；0.005‑0.01Ce；Ta 0.01‑0.2，余量为镍；(b)将经过步骤(a)制备的热等静压态粉末高温合金利用壁厚δ＝3‑5mm的GH4133B高温合金进行硬包套；(c)在1080‑1140℃下，对硬包套后的坯料进行退火处理，时间是30‑90min，炉冷；(d)以5‑15℃/s的加热速度将经过退火处理后的坯料加热至1100‑1200℃，保温30‑90min；在液压机上对坯料进行多方向锻造，模具温度为900‑960℃；横梁速度为4‑8mm/s，即先镦粗，变形量20‑40％；再拔长，变形量20‑40％；回炉加热至1100‑1200℃，保温10‑30min；再镦粗，变形量20‑40％，再拔长，变形量为20‑40％；回炉加热至1100‑1200℃，保温10‑30min；终锻镦粗变形，变形量30‑70％；空冷；(e)对多方向锻造后的坯料进行细晶热处理，具体工艺为以5‑15℃/s加热速度将坯料加热至1080‑1140℃，保温30min‑90min，随炉冷却；(f)对经过步骤(a)‑(e)制备的细晶盘坯进行梯度热处理，具体工艺为盘缘部分温度为1100‑1200℃，盘心部分温度为650‑850℃，保温60min‑120min后，随炉冷却至室温。