GH4049合金熱軋棒材工藝 GH4049成分力學(xué)性能

GH4049合金是一種復(fù)雜合金化的 Ni-Cr-C基難變形高溫合金。主要用于制造航空發(fā)動機(jī)的渦輪葉片,是重要的渦輪工作葉片用材之一。國內(nèi)多采用小鑄錠直接進(jìn)行軋制成材的工藝。鑄錠直接軋制成材工藝缺點(diǎn)是軋制火次多，一般為15~16火，變形量很小，僅有8% ~ 10%，棒材表面裂紋很多，成品棒材磨削量大。該合金（見表1)中含有w(Al)=3.7%~4.4%、w(Ti)= 1.4% ~ 1.9% 、w( Al + Ti)高達(dá)6%，同時(shí)含有固溶強(qiáng)化元素W、Mo以及晶界強(qiáng)化元素C、Bt和凈化晶界元素Ce。

來用直接軋制工藝和恒溫韌性軋制工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，性能均能滿足技術(shù)條件的要求（表2)

成品高倍組織比較

GH4049合金熱軋棒材的技術(shù)條件中未對高倍組織做出明確規(guī)定，通過金相觀察發(fā)現(xiàn)，采用直接軋制工藝生產(chǎn)的棒材晶粒度為0~5級（圖1a)，晶粒度很不均勻;而采用恒溫韌性軋制工藝生產(chǎn)的棒材晶粒度一般為1 ~4級，比較均勻(圖15)。

GH4049合金的合金化程度很高，合金變形抗力很大，熱加工塑性差，熱加工溫度范圍窄（見圖3)。圖3顯示，合金的強(qiáng)度隨著溫度下降而增大，塑性則下降。在1120℃時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度a,為100MPa、8為80%，變形抗力降低,具有較高的熱加工塑性、但當(dāng)溫度低于1120℃時(shí)，拉伸強(qiáng)度o,快速增加而塑性大幅下降。GH4049合金鑄錠加熱溫度規(guī)定為（ 1180土10)℃，終軋溫度為≥1050℃。一般情況下，鑄錠從出爐到開軋，溫度下降約40 ~ 50℃，這時(shí)鑄錠表面溫度大約是1130 ~ 1150℃;另一方面鑄錠在軋制過程中，軋件表面直接與大氣接觸,溫度下降非常快，變形抗力隨溫度下降而不斷增加，變形塑性下降很快，增加軋制的難度。為保證軋制溫度,軋件不得不回爐再加熱,進(jìn)行多火次小變形量的軋制，一般火次為15~16火，每火變形量只能控制在8% ~10%。這種生產(chǎn)工藝比較落后，生產(chǎn)效率很低,顯然無法進(jìn)行批量生產(chǎn)。

鑄錠采用恒溫韌性軋制工藝，對鑄錠和中間坯料采取一定措施,避免了直接軋制的不利條件,這種方法進(jìn)行軋制的優(yōu)點(diǎn)如下所述（表3)。

(1)合金鑄錠采用恒溫軋制開坯的工藝，是解決高強(qiáng)難變形CH4049合金熱軋棒材生產(chǎn)的創(chuàng)新工藝,實(shí)踐表明是一種有效解決CH4049合金熱軋棒材批量生產(chǎn)，能夠顯著提高生產(chǎn)效率，取得顯著經(jīng)濟(jì)效益的創(chuàng)新技術(shù);

(2)合金電渣錠采用均勻化處理工藝能改變鑄錠中碳化物的狀態(tài)，改善合金的熱加工塑性;

(3)合金采用恒溫韌性輪制工藝,能在最佳變形溫度區(qū)間進(jìn)行熱加工，減少了軋制火次，改善了成品棒材的內(nèi)部和表面質(zhì)量。