GH4169合金主要塑性加工技術的研究進展

程 明，葉能永，張士宏

（中國科學院金屬研究所，遼寧沈陽110016）

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GH4169合金主要塑性加工技術的研究進展

程 明，葉能永，張士宏

（中國科學院金屬研究所，遼寧沈陽110016）

摘 要：簡要介紹了近年來GH4169合金擠壓、模鍛和軋制等主要塑性加工技術研究現狀，總結歸納了GH4169合金在不同成形方式下的變形規律及其成形問題與優化措施。目前，GH4169合金的塑性加工技術得到了長足發展，正朝著晶粒細小、組織均勻、構件尺寸精密化的方向發展。但同時也存在一些問題有待進一步研究，諸如缺乏對冷、熱變形后殘余應力分布規律以及殘余應力釋放過程中構件尺寸變化規律等的認識；在組織控制方面，缺少有關δ相含量及其形貌與再結晶程度之間關系的定量描述。

關鍵詞：GH4169；擠壓；鍛造；冷軋；組織

第一作者：程 明，男，1976年生，副研究員，碩士生導師

1 前 言

GH4169合金（Inconel 718）是一種 Fe-Ni-Cr基沉淀強化型的變形高溫合金［1］。在-253～650℃之間具有良好的屈服強度、抗拉強度、持久強度，同時具有良好的抗腐蝕、抗輻照、熱加工及焊接性能，因而被廣泛用于航空、航天、化工、能源等領域［2］。GH4169合金以體心立方結構γ″相（Ni3Nb）作為強化相，以面心立方結構γ′相（Ni3（Al，Ti））作為輔助強化相，而 δ相（Ni3Nb）則作為γ″相的平衡相存在，適量的δ相可消除合金的缺口敏感性，減小應力集中，也可在熱加工或熱處理過程中起到釘扎晶界，阻礙其遷移，實現晶粒細化的作用。晶粒尺寸和析出相含量對GH4169合金的力學、疲勞及蠕變性能均有重要影響。合金疲勞強度隨晶粒尺寸的增加而降低，但是蠕變性能則隨晶粒尺寸的增加和δ相的析出而有所提高。Du和Deng等［3-5］研究了細晶（10μm）和粗晶（90μm）對Inconel 718合金的力學和高周疲勞性能的影響，研究結果表明隨著晶粒尺寸的減小，合金屈服強度和抗拉強度增大，細晶合金的強度約為粗晶合金強度的1.1倍；并且在相同循環次數（107）下，細晶合金的疲勞強度是粗晶合金疲勞強度的1.6倍。因此，晶粒細化有助于GH4169合金強度和疲勞性能的提高。為此，美國Allied-Signal公司針對δ相對晶界的釘扎作用提出了δ相時效處理工藝（DP工藝），即在熱加工前預析出一定量的δ相，在熱變形過程中阻礙晶粒長大、實現晶粒細化的目的。此外，δ相對合金強度的提高也有促進作用。作者最新的研究表明，在室溫條件下，δ相含量與屈服強度提高幅度之間存在一定的線性關系，即δ相對GH4169合金屈服強度提高的貢獻隨其含量的增加而增大，但提高的幅度有限。

高溫條件下，GH4169合金的微觀組織和相析出對其熱加工工藝十分敏感，工藝參數控制不當容易形成粗晶、混晶或魏氏體組織［6-7］。因此，針對GH416合金塑性加工（包括擠壓、鍛造、軋制）過程中微觀組織和相含量的控制一直是國內外研究的熱點。本文主要從擠壓、模鍛和軋制3個方面介紹目前國內外GH4169合金盤類、葉片類、棒材、管材以及板材［8-10］的研究現狀，闡述不同塑性加工方式下存在的問題及解決措施。

2 擠壓技術

擠壓是一種將金屬材料放入模具型腔中，在一定壓力和速度下迫使金屬產生流動，獲得所需截面形狀和尺寸的成形技術。由于材料在擠壓過程中受到三向壓應力，其塑性變形能力可以得到充分發揮，零件的綜合性能和表面質量好，因而擠壓技術可用于一些低塑性難變形金屬、合金管材、棒材和型材的制備。由于GH4169合金在變形過程中存在變形抗力大、高溫下塑性成形溫度區間窄的特點，以往對合金管材的加工多采用坯料→鉆孔→內孔精磨→外表面拋光→多道次冷軋→探傷→性能檢測的工藝流程。由于采用了鉆孔方式，合金管材的生產效率低下、材料浪費十分嚴重。近年來，作者研究團隊通過近等溫擠壓和特殊潤滑技術成功制備了GH4169合金管坯，用擠壓代替了傳統的鉆孔，結合GJ35特殊潤滑制備出了GH416合金精密管材［11］。與傳統的GH4169合金管材成形方式相比，生產效率可提高2倍以上，而生產成本可降低50%，并且在擠壓變形后，管材的組織更加致密，性能更加優越。目前，此類管材已用于航天領域。隨著計算機技術的發展，有限元法被廣泛用于塑性成形領域。針對GH4169合金的擠壓工藝，王玨等［12］利用MSC.Superform討論了不同擠壓參數對合金管坯正擠壓過程的影響，認為在擠壓速度100mm/s，模角20～30°，坯料溫度1 040～1 050℃條件下可制備出外徑108mm/內徑82mm的管坯。此外，作者認為模具對坯料有激冷作用，為了保證擠壓管材的組織均勻性，擠壓前需要將模具根據成形溫度加熱到350～500℃［13］。林好轉等［14］研究了擠壓速度和模具錐角對坯料成形過程中溫度的影響，結果表明當擠壓速度為60mm/s時，坯料溫度會因變形熱而升高80℃左右；當擠壓速度降低至1mm/s時，坯料溫度則會因外表面長時間與模具接觸而降低80℃左右。同樣，增大模具錐角也會減小坯料的升溫幅度，當錐角從45°增大到90°時，坯料溫升從84℃減小到53℃。同樣的變化趨勢也發生在型材的擠壓制備過程中。文永洪等［15］經過對GH4169合金L形截面型材擠壓過程的分析發現，擠壓速度不僅對擠壓力有顯著影響，而且對坯料溫升也有很大作用，擠壓速度、坯料初始溫度、模具溫度三者，對坯料溫升的影響順序為:擠壓速度>坯料初始溫度>模具溫度，不同擠壓工藝參數對L形型材擠壓力和溫升的影響如表1所示，經過工藝優化，在擠壓速度50mm/s、坯料初始溫度1 060℃和模具溫度450℃的條件下對型材進行擠壓時，可實現較小的溫升和擠壓力。

表1 擠壓工藝參數對溫升和擠壓力的影響［15］Table 1 Effects of processing parameters on the temperature rising and extrusion force［15］

另外，擠壓技術還可用于GH4169合金葉片的制坯工序。葉片制坯過程中，除了要保證其基本外形外，對不同部位的流線分布、晶粒尺寸等要求更高。然而，受限于GH4169合金對熱加工工藝參數的敏感性，葉片擠壓制坯過程中很容易出現粗晶、混晶等現象，影響葉片的最終性能。為此，齊廣霞等［16］利用Deform軟件耦合了變形-傳熱-組織演變，考察了不同壓下量和變形速率下葉片擠壓過程中再結晶機制的變化，結果表明當壓下變形量小于6%時，由于未達到合金動態再結晶的臨界應變，葉片變形區域以靜態再結晶和亞動態再結晶為主，晶粒細化作用不明顯；當壓下變形量大于12%時，變形區域則以動態再結晶為主，晶粒尺寸明顯減小，并且隨著變形速率的減小，動態再結晶發生的程度越高，晶粒的細化效果越明顯。劉敏等［17］分析了某型號九級葉片擠壓制坯的微觀組織變化，如圖1所示。研究結果表明在坯料1 020℃、模具溫度為200℃、擠壓速度為60mm/s條件下葉身部位經過凹模劇烈變形后發生了完全動態再結晶，其晶粒尺寸可達到14.5μm；而榫頭部位由于變形程度相對較低，發生動態再結晶的程度相對較小，晶粒細化程度相對較低，其晶粒尺寸為29.3μm。但是，適當提高擠壓溫度可減小各區域金屬流動速度的差異，使得葉片擠后溫度的分布更加均勻，減小溫度對再結晶程度的影響。經過對制坯工藝的優化，最終GH4169合金葉片制坯工藝的優化工藝參數為:始鍛溫度1 020℃，摩擦系數0.12，擠壓速度30mm/s［18］。

圖1 某型號擠壓的葉片坯料不同部位的微觀組織［17］:（a）榫頭變形區，（b）榫頭難變形區，（c）圓角靠近榫頭處，（d）圓角靠近葉身處，（e）葉身處Fig.1 Microstructures of the extrusion blade at different positions［17］:（a）deformation area of the blade tenon，（b）hard deformation area of the blade tenon，（c）round corner close to the blade tenon，（d）round corner close to the blade body，and（e）blade body

3 模鍛技術

模鍛是一種在模鍛錘或壓力機上用鍛模將金屬坯料通過鍛壓方式加工成所需形狀和尺寸的成形方式，具有變形量大、組織性能好、生產效率高、尺寸精確高、加工余量小、可鍛制形狀復雜等特點。利用該方法可實現少余量或無余量生產，機械加工可減少 90%［19-20］，尤其適用批量生產。模鍛技術在GH4169合金上的應用主要是成形葉片和盤類構件。目前，在美國和奧地利80～90%的葉片采用模鍛工藝，所用的鍛造工藝及設備如表2所示。我國也已經擁有一批先進的精鍛設備，不過只具備中小批量生產模鍛葉片的能力，其中以無錫透平葉片有限公司和西安航空發動機有限公司的生產水平較高［21］。

表2 葉片模鍛工藝及設備［20］Table 2 Technologies and equipments of die forging for blades［20］

在鍛造過程中，葉片各區域存在變形不均勻現象。以轉子葉片為例，葉片葉身處的變形程度可達到63～77%，而榫頭部位的變形程度只有16～22%，對于整個葉片而言，其變形范圍在16～77%，變形范圍跨度很大。因此，葉片在鍛造過程中容易出現以下兩類問題［22-25］:一是因金屬流動產生折疊或模腔充不滿；二是各部位受變形程度、溫度和變形速率的影響，微觀組織不均勻。前者是由對實際鍛造過程中材料在模具型腔中的流動規律不夠明確、坯料尺寸設計不合理等原因造成的。而后者主要是由于鍛造工藝參數的選擇或控制不當所致。對此，國內外眾多學者深入研究了不同鍛造工藝參數條件下GH4169合金微觀組織的演變。

鍛造工藝參數對合金組織的影響首先表現在對GH4169合金變形行為的影響上。850℃以上不同應變速率條件下，GH4169合金進行熱變形時的變形行為:變形初期，由于位錯密度的增加，流動應力隨應變的增加迅速增大，主要表現為加工硬化；當流動應力達到峰值后，隨著應變的繼續增加流動應力逐漸減小，其軟化的機制主要是合金發生了動態再結晶，其中再結晶程度與工藝參數之間的關系如圖2所示，應變速率越低、變形溫度越高，合金的再結晶程度越高；最后，隨著應變的繼續增大，流動應力逐漸趨于穩定［26-30］。從圖2可以看出，當溫度在970～1 040℃、應變速率小于0.1 s-1時，GH4169合金均有可能發生完全動態再結晶 （再結晶分數0.95以上），如圖2粗線所圍區域。

圖2 真應變1.2下動態再結晶程度與熱加工工藝參數的關系［30］Fig.2 Relationship between dynamic recrystallization and hot deformation parameters［30］

葉片在鍛造過程中的等效應變、應變速率和溫度場分布情況如圖3所示［31-32］。從圖3可以看出，葉身處等效應變、應變速率和溫度明顯高于榫頭部位。鍛造過程中，葉身和葉根部位的等效應變可達到3.4，而榫頭部位的等效應變僅有2.2。同樣葉身處的應變速率和溫度場可分別達到100 s-1和1 100℃，而榫頭部位只有17 s-1和1 010℃。

圖3 葉片鍛造過程中的等效應變、應變速率和溫度場分布［31］:（a）等效應變，%（b）應變速率，s-1（c）溫度，℃Fig.3 Strain，strain rate and temperature during die forging of blades:（a）equivalent strain，%；（b）strain rate，s-1；（c）temperature，℃

由于熱鍛工藝參數對合金再結晶過程的重要影響，等效應變、應變速率和溫度場等的變化帶來了葉片鍛后組織的變化。葉片模鍛過程中再結晶發生程度與最終平均晶粒尺寸之間的關系［31］如圖 4所示。由于葉身處的變形量、應變速率和溫度較高，因此再結晶發生程度較高，其動態再結晶百分數可達75%，而在榫頭處，由于變形量、應變速率和溫度均相對較低，其再結晶發生程度相對較低，只有40%～60%，如圖4a所示。葉片最終的晶粒尺寸如圖4b所示，葉身部位由于發生的再結晶程度較大，最終其平均晶粒尺寸較小，約為14μm；而榫頭處則存在一定程度的不均勻現象，其平均晶粒尺寸在18～25μm。對實際葉片不同區域的晶粒尺寸進行測量，也證實了晶粒尺寸的這一變化規律。

圖4 葉片鍛造過程中的動態再結晶分數和平均晶粒尺寸［31］:（a）動態再結晶，%；（b）平均晶粒尺寸，μmFig.4 Dynamic recrystallization fraction and average grain size after die forging of blades［31］:（a）dynamic recrystallization fraction，%；（b）average grain size，μm

不同鍛造工藝條件葉片的力學性能如表3所示［22］。從表3可以看出，采用表3中不同的鍛造工藝，葉片的各項力學性能指標均能達到技術要求，且不同鍛造工藝條件下的δ相均呈顆粒狀或短棒狀沿晶界分布。然而對其做進一步晶粒度分析時發現，只有在1 020℃頂鍛和1 000℃終鍛時，其榫頭中心區晶粒度達到6.5～8級，葉身晶粒度達9～10級，而其他鍛造工藝條件下均出現了不同程度的雙重晶、拉長晶或扁晶的現象。

在GH4169合金熱變形過程中，除了直接受鍛造工藝參數的影響，變形前或變形過程中析出的δ相對其微觀組織也有重要影響。在一定溫度和變形量下，δ相的存在使得應變速率敏感指數m增大，而應變硬化系數n減小，并且使得GH4169合金的表觀激活能從455.434 kJ/mol增加到476.136 kJ/mol。主要表現為在變形初期，位錯容易在δ相附近塞積，導致明顯的加工硬化，使得流動應力在很小的應變條件下便可達到峰值應力。隨后，δ相對再結晶過程的促進作用，使得流動應力明顯降低，發生軟化。接著，δ相對晶界的釘扎作用抑制了晶粒長大，使得晶粒得以細化。

表3 不同鍛造工藝試制葉片的力學性能［22］Table 3 Mechanical properties of blades by different die forging processes［22］

同樣，上述熱鍛工藝參數和δ相對GH4169合金微觀組織的影響也體現在盤類件的鍛造過程中。由于渦輪盤鍛件對晶粒度和均勻性有更高的要求，因此對鍛后的組織有嚴格要求，除低倍下不可有目視可見的疏松、針孔、裂紋、夾雜等外，還要求其平均晶粒度達到9～10級甚至更細，其最終力學性能指標需滿足表4要求［33-34］。只有這樣才能保證渦輪盤的疲勞性能，否則，晶粒粗大或不均勻將導致合金的疲勞和持久性能降低，增加合金的缺口敏感性。

但是，受尺寸和幾何特征影響，渦輪盤鍛造也是一個復雜的成形過程，尤其是輪轂處晶粒均勻性的控制更是整個渦輪盤成形的關鍵［35-36］。以某GH4169合金渦輪盤為例［37］（如圖5所示），在鍛造過程中，輪轂處的金屬主要以反擠為主、伴隨少量軸向壓縮的方式成形。相對于其他區域，屬于難變形區，如圖5a所示，渦輪盤在鍛造過程中存在流線分布紊亂，有明顯的折疊現象。此外，由于工藝參數控制不當，還會導致部分區域出現粗晶或混晶現象［38-39］，晶粒度低于ASTM 7級，如圖5b 中A區。此外，B和D區為輻板，由于與上、下模接觸時的冷模效應與摩擦作用，兩區域金屬不易流動，為變形死區，可能出現混晶現象，晶粒度約為ASTM 7～8級。而輪轂與輻板過渡圓角處G和輻板中心區D處由于變形量相對較大，再結晶程度較高，晶粒度可分別達到ASTM10～11和ASTM9～10級。上述問題通過建立組織均勻性函數［37，40］和正交設計方法［41～43］， 獲得坯料尺寸、坯料溫度、模具溫度和變形速率對渦輪盤成形后組織的影響，結果表明各工藝參數對GH4169合金渦輪盤鍛造后組織均勻性的影響大小為:坯料高度>模具溫度>變形速率>坯料內徑>坯料溫度。對工藝參數進行優化，確定了在坯料高度120mm、模具溫度900℃、變形速度0.6mm/s、坯料內徑324mm和坯料溫度1 000℃時，可實現金屬流線的合理分布 （如圖5c），降低渦輪盤各區域之間晶粒度差異。

表4 渦輪盤主要力學性能指標［33-34］Table 4 Main mechanical property indexes of turbine disc［33-34］

圖5 某GH4169合金渦輪盤［37］:（a）截面示意圖，（b）優化前流線分布，（c）優化后流線分布Fig.5 Turbine disc of GH4169 alloy［37］:（a）section schematic diagram，streamline distribution（b）before optimization and（c）after optimization

隨著航空發動機熱端部件使用溫度的不斷提高，研究人員逐漸將關注點轉移到提高GH4169合金使用溫度上。研究表明合金中P和B的加入可成倍提高GH4169合金的持久和蠕變性能［44］。張志國等［45］在此基礎上開發出了GH4169G，并對其塑性變形規律、鍛造工藝進行了研究，表明合金中加入質量分數為0.023 7%的P和0.009 6%的B后，合金的使用溫度由原來的650℃提高到680℃，盡管P和B的加入一定程度上降低了合金的熱塑性，縮小了其鍛造溫度范圍，但是采用1 100～1 110℃加熱、2火鍛造工藝、末火變形量大于30%和終鍛溫度高于920℃的鍛造工藝時仍可獲得組織均勻的鍛造棒材。

4 環軋技術

GH4169合金同樣可用于環件的軋制，但是我國的環件軋制技術與發達國家相比仍相對落后，環件的精確軋制技術基礎尚未建立，對于環件軋制的運動學、材料流動規律、組織演化等問題仍有待深入研究。環件軋制是利用軋輥驅動環件旋轉，并在徑向和軸向上實施軋制變形，環件直徑不斷增加，壁厚減小，截面逐漸成形的塑性加工方式。軋制過程中，控制徑向和軸向雙向變形量的瞬時分配關系 （軋制曲線）一直是環件軋制技術的核心問題，它不僅直接影響環件的尺寸精度，而且直接影響環件內部參數 （溫度、應變速率、等效應變等）的分布。劉東等［46］分析了不同類型軋制曲線對相同尺寸GH4169合金矩形截面環件雙向軋制過程中環件溫度、徑向增長速率、雙向軋制力的影響，表明，“上凸型”軋制曲線有利于控制環件溫升，使得環件四個棱角部分的溫升降低；而 “下凹型”軋制曲線則有利于降低軋制力和提高環件的尺寸精度，使得徑向軋制力和軸向軋制力之比在3∶1～4∶1之間。不同軋制曲線具有不同優勢，為降低坯料溫升，提高尺寸精度，專門提出了針對GH4169合金這類難變形材料矩形截面環件軋制的特殊軋制曲線，如圖6所示。

圖6 軋制曲線類型［46］:（a）上凸型，（b）直線型，（c）下凹型，（d）特殊型Fig.6 Four types of rolling curves［46］:　?。╝）　the convex type，（b）the linear type，（c）the concave type，（d）the special type

此外，在軋制過程中抱輥始終以一定夾持力加持在環件外圓上，起到防止環件擺動、平衡軋制側向力、保證環件圓度的作用，因此軋件的位置對于保證軋制的順利進行和提高環件的尺寸精度均具有重要影響。為此，劉東等［47］建立了環件徑軸雙向軋制抱輥運動軌跡的計算方法，可用公式 （1）表示:

圖7 環件瞬時外徑與抱輥的幾何關系［47］Fig.7 Instantaneous geometric relation between ring and guide rolls［47］

楔橫軋技術作為傳統軋制的拓展，是一種清潔高效的軸類零件成形技術，在GH4169合金上也得到了一定應用。針對GH4169合金變形抗力大、鍛造溫度范圍窄等特點，張寧等［48-49］采用熱力耦合的方式分析了GH4169合金棒材楔橫軋時的金屬流動情況、溫度場分布以及軋制力變化。研究結果表明，GH4169合金在楔橫軋過程中，其外層金屬的軸向流動大幅度滯后于芯部。與45#鋼相比，相同變形量下 （60.9%），GH4169合金的各力能參數均要大于45#鋼，最高時可達2.15倍（如圖8所示），這是由于在相同溫度下GH4169合金具有更高的變形抗力。因此，GH4169合金在楔橫軋時需選用能量較大的設備，并且應盡可能選擇較低轉速和較高溫度。此外，軋制過程中坯料的溫升和溫降效果明顯，溫升最高時可達150℃，溫降最大時為300℃。軋件溫度的不均勻性極易導致混晶等現象，需要合理分配各個變形段 （楔入段、展寬段、精整段）長度加以避免。

圖8 GH4169合金和45#鋼在楔橫軋過程中，力能參數變化曲線［48］Fig.8 Variations of energetic parameters of GH4169 alloy and 45#steel in cross wedge rolling process［48］

軋制技術在葉片成形過程也得到應用。隨著航空、航天領域發展對環境、能源、生產效率和精確性的要求越來越高，葉片成形也逐漸向著無余量或少余量加工的方向發展，冷軋技術隨之被應用到GH4169合金上。國內某公司將傳統的輥軋技術應用到葉片成形中，實現了GH4169合金壓氣機轉子葉片的精密成形［50-52］。利用該方法不僅可使加工技術簡化，大幅度提高生產效率，同時由于輥軋方向與葉片工作時的受力方向一致，晶粒細小，力學性能好，最終葉片的抗疲勞性能得到了顯著提高，疲勞強度提高12%以上［53］。冷軋變形對GH4169合金的作用主要表現在隨著冷軋變形量的增加，析出的強化相 （γ″和γ′）尺寸減小，而δ相形貌由針狀或短棒狀變為顆粒狀，其分布也由晶界或孿晶界上轉移到整個基體內［54-55］。與傳統的鍛造葉片相比，冷輥軋葉片由于在固溶處理 （980℃、1 h）過程中發生靜態再結晶，其晶粒細化作用更明顯、尺寸更小，約為9.9μm，如圖9b所示。呂宏軍等［56］的研究也表明，可通過冷變形和熱處理相結合的方式實現GH4169合金晶粒的細化，利用1 050℃、0.5 h固溶+50%冷變形+890℃、10 h時效處理 （析出δ相）+第二次30%冷變形的工藝，最終得到 ASTM 13～14的超細晶。細晶組織使得GH4169合金 650℃下拉伸性能大幅度提高，如表 5所示。

圖9 鍛造葉片 （a）和冷輥軋葉片 （b）晶粒尺寸對比Fig.9 Grain size comparison between forging blade（a）and cold rolling blade（b）

表5 普通GH4169和超細晶GH4169力學性能對比（650℃）［56］Table 5 Mechanical properties comparison of GH4169 alloys with coarse grain and fine grain［56］

此外，冷變形也有助于降低合金第二相的開始析出溫度、峰值析出溫度和結束析出溫度［57］，如圖10所示。原因在于一方面冷變形產生的變形帶為第二相析出提供形核位置，另一方為相析出所需的Nb元素提供了快速擴散的通道。因此隨著冷軋變形量的增加，GH4169合金強化相 （γ″和γ′相）和δ相含量隨之增加。冷軋變形不僅會影響第二相的析出時間，還會影響其形貌。以δ相為例，當冷軋變形量達到30%以上時，對其進行980℃固溶處理時，合金內部會發生靜態再結晶。由于δ相的析出涉及元素的擴散，因此其開始析出時間滯后于合金的再結晶發生時間，其形核往往發生在再結晶晶粒的晶界上［58］。加之再結晶過程的發生涉及到大角晶界的遷移，因此隨著冷軋變形量的進一步增加，大角晶界的數量增加，大角晶界的存在使得δ相優先向能量較高的亞穩態顆粒狀發展，因而δ相呈顆粒狀。

圖10 不同冷軋變形量下合金的熱分析曲線［57］Fig.10 DSC curves of alloys with different cold rolling reductions［57］

從上述分析可以看出，通過冷變形和熱處理相結合的方式，可實現對GH4169合金晶粒進一步細化的目的，同時可對合金強化相和δ相的析出形貌進行調控。

但是，冷軋技術的使用同樣給GH4169合金的成形帶來了新的問題，如冷軋后殘余應力分布情況及其對構件尺寸的影響規律，需要做進一步研究。

5 結 語

本文從變形規律和組織控制的角度出發，介紹了GH4169合金擠壓、模鍛和軋制技術發展現狀，針對GH4169合金的變形特點，總結歸納了合金在不同成形方式中存在的問題及解決措施，分析了加工工藝參數對微觀組織、軋制力、溫升等的影響規律。雖然高溫合金塑性加工技術已經得到了長足發展，但是仍存在著一些問題需要做進一步研究。一方面，隨著成形技術朝著精密成形的方向發展，對于變形后的尺寸精度要求越來越高，而GH4169合金目前多采用熱變形，如擠壓、鍛造，針對熱變形后尺寸精度的控制需要更深入的研究；并且隨著冷軋技術被應用到GH4169合金上，冷變形后構件的殘余應力分布以及隨著殘余應力的逐漸釋放，對構件尺寸的影響規律也有待探索。另一方面，在組織控制上，δ相含量和形貌對動態再結晶程度影響的定量分析以及冷變形誘導GH4169合金靜態再結晶等問題仍需進一步研究。

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（編輯 惠 瓊）

Development of Main Plastic Forming Technologies for GH4169 Alloy

CHENG Ming，YE Nengyong，ZHANG Shihong
（Institute of Metal Research，Chinese Academy of Sciences，Shenyang 110016，China）

Abstract:The development of main plastic forming technologies of GH4169 alloy，including extrusion，die forging and rolling，are introduced in this paper.The problems existed in the forming process and corresponding solutions are summarized.At present，the plastic forming technologies of GH4169 alloy have been considerably developed.It is developing in a precision forming direction.Meanwhile，there are still some problems need to be further analyzed，like the residual stress distribution after cold or hot deformation and its effect on the precision of components when it is released gradually.

Key words:GH4169 alloy；extrusion；forging；cold rolling；microstructure

中圖分類號：TG394

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3962（2016）04-0241-10

收稿日期：2015-12-07

基金項目：國家自然科學基金（50834008）；蘭州理工大學省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室開放項目（SKLAB02014001）；沈陽市科技計劃項目（F15-172 -6-00）

通訊作者：張士宏，男，1962年生，研究員，博士生導師，Email:shzhang@imr.ac.cn

DOI:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.04.01