GH4049合金热轧棒材工艺 GH4049成分力学性能
时间:2022-08-23 阅读:473
GH4049合金是一种复杂合金化的 Ni-Cr-C基难变形高温合金。主要用于制造航空发动机的涡轮叶片,是重要的涡轮工作叶片用材之一。国内多采用小铸锭直接进行轧制成材的工艺。铸锭直接轧制成材工艺缺点是轧制火次多,一般为15~16火,变形量很小,仅有8% ~ 10%,棒材表面裂纹很多,成品棒材磨削量大。该合金(见表1)中含有w(Al)=3.7%~4.4%、w(Ti)= 1.4% ~ 1.9% 、w( Al + Ti)高达6%,同时含有固溶强化元素W、Mo以及晶界强化元素C、Bt和净化晶界元素Ce。
来用直接轧制工艺和恒温韧性轧制工艺生产的产品,性能均能满足技术条件的要求(表2)
成品高倍组织比较
GH4049合金热轧棒材的技术条件中未对高倍组织做出明确规定,通过金相观察发现,采用直接轧制工艺生产的棒材晶粒度为0~5级(图1a),晶粒度很不均匀;而采用恒温韧性轧制工艺生产的棒材晶粒度一般为1 ~4级,比较均匀(图15)。
GH4049合金的合金化程度很高,合金变形抗力很大,热加工塑性差,热加工温度范围窄(见图3)。图3显示,合金的强度随着温度下降而增大,塑性则下降。在1120℃时,合金的抗拉强度a,为100MPa、8为80%,变形抗力降低,具有较高的热加工塑性、但当温度低于1120℃时,拉伸强度o,快速增加而塑性大幅下降。GH4049合金铸锭加热温度规定为( 1180土10)℃,终轧温度为≥1050℃。一般情况下,铸锭从出炉到开轧,温度下降约40 ~ 50℃,这时铸锭表面温度大约是1130 ~ 1150℃;另一方面铸锭在轧制过程中,轧件表面直接与大气接触,温度下降非常快,变形抗力随温度下降而不断增加,变形塑性下降很快,增加轧制的难度。为保证轧制温度,轧件不得不回炉再加热,进行多火次小变形量的轧制,一般火次为15~16火,每火变形量只能控制在8% ~10%。这种生产工艺比较落后,生产效率很低,显然无法进行批量生产。
铸锭采用恒温韧性轧制工艺,对铸锭和中间坯料采取一定措施,避免了直接轧制的不利条件,这种方法进行轧制的优点如下所述(表3)。
(1)合金铸锭采用恒温轧制开坯的工艺,是解决高强难变形CH4049合金热轧棒材生产的创新工艺,实践表明是一种有效解决CH4049合金热轧棒材批量生产,能够显著提高生产效率,取得显著经济效益的创新技术;
(2)合金电渣锭采用均匀化处理工艺能改变铸锭中碳化物的状态,改善合金的热加工塑性;
(3)合金采用恒温韧性轮制工艺,能在最佳变形温度区间进行热加工,减少了轧制火次,改善了成品棒材的内部和表面质量。