GH4141大錐度噴嘴內支撐環鍛造工藝研究

項春花，王光宇，林凌，張詩揚，顏開群，王攀智

貴州航宇科技發展股份有限公司 貴州貴陽 550081

1 序言

GH4141大錐度噴嘴內支撐環是異形鍛件，其形狀復雜，為非對稱結構，斜度為45°～55°，采用傳統的矩形件鍛造與機械加工方法，雖然鍛造方法簡單，但對材料的利用率大大降低，又因RENE41的價格昂貴而使成本劇增[1]。因此，為提高產品的材料利用率，降低產品的鍛造成本，設計出與該產品輪廓接近的異形鍛件具有重要意義[2]。本文針對這一問題，以前期模擬試驗為基礎，設計出完整的工藝流程，經過多次鍛造后再經機械加工得出成品，并通過對比分析鍛件前后晶粒度來判斷鍛件的性能。

2 鍛件特點

1）GH4141是沉積硬化型鎳基變形高溫合金，在650～950℃溫度內，具有高的拉伸和持久蠕變強度，以及杰出的抗氧化功能。與GH4169相比，G H4141使用溫度范圍更寬，廣泛適用于制造在870℃以下要求有高強度，以及在980℃以下要求抗氧化的航空航天發動機高溫零部件[3]。該鍛件的組織性能要求較高，晶粒度要求3級或更細且要求均勻，主要性能有高溫拉伸、硬度及晶粒度等。

2）該合金變形抗力大，鍛造溫度范圍更窄，若鍛造溫度低，則材料容易出現表面裂紋；若鍛造溫度高，則鍛件的性能和晶粒組織不能滿足要求，流動性較差，給鍛件成形帶來困難。

3）從鍛件形狀看，鍛件大頭外徑為869mm，小頭內徑為484mm，如圖1所示。鍛件最大位置斜度約45°，屬于大錐度形狀，需進行胎模掰形并整形，從鍛件的體積分布看（見圖2），鍛件小頭端料小，大頭端料大，故鍛件在成形過程中需進行大頭端聚料。……