GH4169鎳基合金熱擠壓成形的工藝開發(fā)

王錦永，張愛亮，劉靜，王錕，費(fèi)志偉，張學(xué)濤

新興鑄管股份有限公司 河北邯鄲 056000

1 序言

GH4169是沉淀硬化變形高溫鎳基合金，對應(yīng)的國外牌號是Inconel 718，在-253～650℃具有較高的強(qiáng)度、良好的抗疲勞和抗腐蝕性能，瞬時(shí)使用溫度達(dá)800℃，在航空航天、核能和石油化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[1，2]。GH4169合金主要成分包括Fe、Cr、Ni、Nb、Al、Ti等元素，組織由基體γ相、δ相、碳化鈮、氮化鈦、γ″相、γ'相和Laves相組成，其中γ″是主要的強(qiáng)化相，γ'相數(shù)量少于γ″相，Laves相熔點(diǎn)低，對鍛造和熱擠壓工藝提出了較高要求[3-5]。GH4169合金鑄錠中Nb偏析嚴(yán)重，需先進(jìn)行均質(zhì)化處理，再鍛造開坯，使晶粒細(xì)化，由于鍛造需要多個(gè)火次，且每火次鍛造有很多鍛打才能完成，導(dǎo)致單次應(yīng)變小，容易出現(xiàn)混晶、組織粗大的問題。

熱擠壓成形工藝是在三向壓應(yīng)力下成形，一火次一道次成形，壓縮率大，應(yīng)變速率大，有利于難變形合金的成形，生產(chǎn)的合金組織均勻。張鑫等[6]利用有限元模擬軟件研究了擠壓工藝參數(shù)對GH4169合金棒料溫升、應(yīng)變分布及擠壓力的影響。本文采用新興鑄管股份有限公司的63MN擠壓機(jī)進(jìn)行GH4169棒料的擠壓成形工藝試驗(yàn)，為均勻細(xì)晶粒棒料的擠壓成形工藝開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)材料和工藝路線

2.1 試驗(yàn)材料

GH4169合金鑄錠冶煉工藝是真空感應(yīng)電爐熔煉+電渣重熔。鍛造工藝：鑄錠入爐前爐溫控制在690℃以下，入爐后逐步加熱到1120～1140℃，鑄態(tài)合金的顯微組織所含的Nb產(chǎn)生大量偏析，從而形成Laves相和粗大的碳化物，鍛造開坯前先進(jìn)行均勻化處理，以減少偏析。始鍛溫度≥1050℃，終鍛溫度≥890℃。終鍛溫度＜890℃時(shí)，應(yīng)將坯料重新回爐補(bǔ)溫，回爐保溫時(shí)間60min以上，鍛造比≥3?！?br>