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GH4169鎳基合金熱擠壓成形的工藝開發(fā)

2023-01-03 05:03:54王錦永張愛亮劉靜王錕費(fèi)志偉張學(xué)濤
金屬加工(熱加工) 2022年12期
關(guān)鍵詞:工藝

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>

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