一種gh4169合金鍛件晶粒組織的細化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種GH4169合金鍛件晶粒組織的細化方法，屬于有色金屬材料熱成 形領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] GH4169合金為一種W丫 "相肌3佩）和丫 '相（NisAlTi)為強化相的鑲基高溫 合金，該合金具有高的抗拉強度、屈服強度、持久強度和塑性，同時具有良好的抗疲勞、抗蠕 變、抗沖擊、熱加工及焊接性能。因此，GH4169合金通常用于制造各種形狀復(fù)雜的航空、航 天零部件，如航空發(fā)動機機厘、禍輪盤、壓氣機盤、轉(zhuǎn)子W及緊固件等。GH4169合金在發(fā)動機 零部件中的應(yīng)用已經(jīng)由最初的幾個增加到了幾百個，如太行發(fā)動機中利用GH4169合金制 造的零部件就多達兩百多個，GH4169合金零件總重量達到發(fā)動機重量的30%W上。由于等 溫模鍛工藝可W有效地減小或消除模具激冷和材料應(yīng)變硬化的影響，從而顯著降低材料的 變形抗力，改善材料的流動性和成形性。因此，等溫模鍛工藝是具有復(fù)雜形狀的GH4169合 金零部件的重要生產(chǎn)途徑。通常，GH4169合金零部件長期處于高溫及交變載荷工況下，為 了確保其在苛刻服役工況中的可靠性、耐久性和安全性，必須在GH4169合金零部件的等溫 模鍛過程中嚴格控制其內(nèi)部微觀組織，尤其是晶粒組織形態(tài)。通常，晶粒粗大、混晶嚴重的 GH4169合金鍛件不僅內(nèi)部殘余應(yīng)力大、熱加工性能差，而且抗疲勞、抗腐蝕和抗沖擊性能也 無法達標。因此，嚴格控制GH4169合金鍛件晶粒組織尤為關(guān)鍵。研究表明，較高的成形溫 度巧80°C~1040°C)和較低的變形速率（0.OOls^~0. 01s氣條件有助于GH4169合金鍛 巧材料的動態(tài)再結(jié)晶晶粒形核和長大，所W其晶粒組織可W得到一定程度的細化。但是，只 有在變形量足夠大的時候，才能保證GH4169合金鍛巧各部位發(fā)生完全的動態(tài)再結(jié)晶，而且 單道次的大變形易導(dǎo)致GH4169合金鍛巧材料的非均勻流動，難W保證組織性能的均勻性， 無法滿足其極端的服役性能要求。因此，急需發(fā)明一種不僅可細化GH4169合金鍛件晶粒組 織，而且保證晶粒組織均勻性的方法，從而提高其綜合力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種GH4169合金鍛件晶粒組織的細化方法。采用該方法 不僅能夠細化GH4169合金鍛件的晶粒組織，而且使晶粒組織分布均勻，提高GH4169合金鍛 件的綜合力學(xué)性能。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是；利用兩道次等溫模鍛成形工藝細化 GH4169合金鍛件的晶粒組織，提高其綜合力學(xué)性能，該方法的具體步驟為：
[000引步驟1 ;將GH4169合金鍛巧在1040°C~1100°C進行40分鐘~60分鐘的固溶處 理，然后水澤；
[000引步驟2 ;將GH4169合金鍛巧和等溫模鍛模具加熱至成形溫度，并保溫至鍛巧溫度 均勻；
[0007] 步驟3;進行第一道次等溫模鍛成形，變形量為30 %~60 %，GH4169合金鍛巧的變 形速率為0. 01s-1~0.Is-1，成形溫度為950°C~1010°C;
[0008] 步驟4;第一道次等溫模鍛成形結(jié)束后卸載，對鍛巧保溫30s~60s，保溫溫度與第 一道次等溫模鍛成形的溫度相同；
[0009] 步驟5;進行第二道次等溫模鍛成形，第二道次等溫模鍛成形的溫度和變形速率 與第一道次相同，兩道次等溫模鍛成形的總變形量為70%~90%;
[0010] 步驟6 ;卸載，立即澤火，從模鍛模具中取出鍛件。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點在于；通過兩道次等溫模鍛成形工藝細化GH4169合金鍛件的晶粒 組織。在GH4169合金鍛件等溫模鍛成形過程中增加保溫工藝可W促使第一道次成形過程 中未長大的動態(tài)再結(jié)晶晶核充分長大。通過控制保溫時間，可W有效地減小GH4169合金鍛 巧的晶粒尺寸。經(jīng)過第二道次等溫模鍛成形，可進一步細化GH4169合金鍛巧的晶粒組織。 該方法操作簡單，效果顯著，有利于消除GH4169合金鍛件內(nèi)部由于混晶引起的殘余應(yīng)力， 同時提高其抗疲勞、抗腐蝕和抗沖擊等性能。此外，該GH4169合金鍛件晶粒組織的細化方 法還可W降低熱成形設(shè)備要求，從而節(jié)約成本，縮短生產(chǎn)周期。
【附圖說明】
[0012] 圖1固溶處理后的GH4169合金鍛巧的晶粒組織形貌
[0013]圖2 GH4169合金鍛件的晶粒組織形貌；(a)、化）、（C)未采用本發(fā)明方法獲得的晶 粒組織形貌圖；（d)、（e)、（f)為采用本發(fā)明方法獲得的晶粒組織形貌圖
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0015] 本發(fā)明是一種GH4169合金鍛件晶粒組織的細化方法，W表1所示的GH4169合金 為例，詳細介紹本發(fā)明設(shè)及的GH4169合金鍛件晶粒組織的細化方法。本發(fā)明所指GH4169 合金鍛件晶粒組織形貌是在Leica DMI5000M金相顯微鏡上獲取。平均晶粒尺寸根據(jù)ASTM ; E112-12標準通過截線法獲得。通過化otoshop6.0和Image-Pro Plus 6.0軟件測定再結(jié) 晶分數(shù)。
[0016] 表1本發(fā)明實例中所用GH4169合金成分（wt. % )
[0017]
[001引實施例1
[0019]A將GH4169合金鍛巧在1040°C進行45分鐘的固溶處理，然后水澤。將GH4169合 金鍛巧和模具加熱至950°C，并保溫至鍛巧溫度均勻。進行第一道次等溫模鍛成形，變形量 為60%，GH4169合金鍛巧變形速率為0.Is^，成形溫度為950°C。第一道次等溫模鍛成形結(jié) 束后卸載，對鍛巧保溫60s，保溫溫度與第一道次等溫模鍛成形的溫度相同。進行第二道次 等溫模鍛成形，第二道次等溫模鍛成形的溫度和變形速率與第一道次相同，兩道次等溫模 鍛成形的總變形量為70%。
[0020] 實施例2
[0021]B將細4169合金鍛巧在1040°C進行45分鐘的固溶處理，然后水澤。將細4169合 金鍛巧和模具加熱至980°C，并保溫至鍛巧溫度均勻。進行第一道次等溫模鍛成形，變形量 為60%，GH4169合金鍛巧變形速率為0.Is^i，成形溫度為980°C。第一道次等溫模鍛成形結(jié) 束后卸載，對鍛巧保溫45s，保溫溫度與第一道次等溫模鍛成形的溫度相同。進行第二道次 等溫模鍛成形，第二道次等溫模鍛成形的溫度和變形速率與第一道次相同，兩道次等溫模 鍛成形的總變形量為