專利名稱：Gh4145合金管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高溫合金的制造方法。
背景技術(shù)：
GH4145合金主要是以Y 〃相進(jìn)行時效強(qiáng)化的鎳基高溫合金，在980°C以下具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能，SOO0C以下具有較高的強(qiáng)度，5400C以下具有較好的耐松弛性能，同時還具有良好的成形性能和焊接性能。由于該合金具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩(wěn)定性，在宇航、核能、石油エ業(yè)中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。使用該合金可以制得各種不同用途以及形狀的零部件，例如棒、餅、環(huán)、板、帯、絲、管等。GH4145合金可用于制造航空發(fā)動機(jī)在800°C以下工作并要求強(qiáng)度較高的耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機(jī)渦輪葉片等零件。 通常，GH4145合金的化學(xué)成分包括標(biāo)準(zhǔn)成分、優(yōu)質(zhì)成分和高純成分。為了減少疲勞源和增加強(qiáng)化相的數(shù)量，ー種方法是在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上增加優(yōu)質(zhì)成分，也就是增加鈮而減少碳，從而減少碳化鈮的數(shù)量，提高抗疲勞性能和材料強(qiáng)度，同時減少有害雜質(zhì)和氣體含量。盡管通過增加優(yōu)質(zhì)成分可以提高合金的抗疲勞性能，但是該方法成本較高，不利于生產(chǎn)需要。因此需要ー種合金制造方法，在提高抗疲勞性能的同時降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的GH4145合金管的制造方法包括如下步驟
第一歩將GH4145合金原始棒料加熱到1015°C 1025°C的起始溫度后，經(jīng)鐓拔長后獲得環(huán)形的鍛坯；
第二步將所述鍛坯加熱到1015°C 1025°C的起始溫度，同時將鍛壓機(jī)中的鍛模加熱到960°C 975°C的起始溫度；
第三歩將加熱后的鍛坯裝入并定位在鍛壓機(jī)中的鍛模中，利用鍛壓機(jī)的加熱爐對所述鍛還和鍛模進(jìn)行加熱；
第四歩在鍛坯和鍛模的起始溫度范圍內(nèi)，通過鍛壓機(jī)把鍛坯鍛壓成形，得到帶形鍛
件；
第五步將帶形鍛件置于純鐵磁軛-永磁塊組件中進(jìn)行磁場熱處理，磁場強(qiáng)度為O. 75 O. 95T ;所述磁場熱處理的加熱溫度為365 465K，保溫時間為20 30分鐘；所述磁場熱處理時帶形鍛件的軸向方向平行于永磁體組件的磁場方向。在優(yōu)選實(shí)施例中，GH4145合金原始棒料的加熱溫度優(yōu)選1025°C ；
鍛坯的加熱溫度優(yōu)選1025 °C ；
鍛壓機(jī)中鍛模的加熱溫度優(yōu)選975°C ；
磁場強(qiáng)度優(yōu)選為O. 85T ；磁場熱處理的加熱溫度優(yōu)選為395 425K ；
保溫時間優(yōu)選為25分鐘。以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的GH4145合金管的制造方法包括如下步驟
第一歩將GH4145合金原始棒料加熱到1015°C 1025°C的起始溫度后，經(jīng)鐓拔長后獲得環(huán)形的鍛坯。把按盤形鍛件規(guī)格下料的GH4145合金棒材在鍛造加熱爐內(nèi)加熱到1015°C 1025°C的起始溫度，優(yōu)選溫度為1025°C，然后在鍛壓機(jī)上鐓粗到一定高度，再拔長到原高度；再加熱鐓粗后沖孔；把帶孔的坯料加熱后在輾軋機(jī)上輾軋成盤形鍛件的環(huán)坯得到 GH4145合金鍛坯。鍛坯的晶粒度可達(dá)美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)8級。第二步將所述鍛坯加熱到1015°C 1025°C的起始溫度，同時將鍛壓機(jī)中的鍛模加熱到960°C 975°C的起始溫度。加熱鍛坯和鍛模。把鍛坯放入鍛造加熱爐內(nèi)加熱到1015°C 1025°C的起始溫度，優(yōu)選溫度為1025°C ;同時在鍛模的合模狀態(tài)下開啟環(huán)形加熱爐把上下鍛模加熱到960°C 975°C的起始溫度，優(yōu)選溫度為960°C。鍛模在鍛造過程中的鍛模起始溫度和應(yīng)變速率下所具有的屈服強(qiáng)度需大于鍛坯流動應(yīng)カ的3倍以上。第三歩將加熱后的鍛坯裝入并定位在鍛壓機(jī)中的鍛模中，利用鍛壓機(jī)的加熱爐對所述鍛坯和鍛模進(jìn)行加熱。鍛坯裝模定位。卸下隔熱環(huán)，開啟鍛壓機(jī)，滑塊沿導(dǎo)柱向上滑動并通過上砧帶著上鍛模和環(huán)形加熱爐的上節(jié)脫離下鍛模和環(huán)形加熱爐的下節(jié)一定的高度，關(guān)閉鍛壓機(jī)。把鍛坯定位于上下鍛模之間，裝上隔熱環(huán)，完成鍛坯的裝模定位。在此步驟中環(huán)形加熱爐不停止加熱。第四步在鍛坯和鍛模的起始溫度范圍內(nèi)，通過鍛壓機(jī)把鍛坯鍛壓成形，得到帶形鍛件。加熱鍛坯和上下鍛模。利用環(huán)形加熱爐對鍛坯和上下鍛模進(jìn)行加熱，以減少因上下鍛模與鍛坯之間的溫差造成鍛坯的熱量損失，從而使鍛坯在鍛造過程中保持在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。開啟鍛壓機(jī)，滑塊沿導(dǎo)柱向下滑動使上下鍛模把鍛坯鍛壓成形，得到帶形鍛件，關(guān)閉鍛壓機(jī)。鍛造過程在空氣中進(jìn)行，鍛造壓カ為55MN 65MN，鍛坯在鍛壓過程中的鍛造應(yīng)變速率為O. Ols-I 0.05S-1，優(yōu)選0.03S-1，所述應(yīng)變速率由滑塊的運(yùn)動速度來確定。在此過程中，環(huán)形加熱爐始終對上下鍛模和鍛坯進(jìn)行加熱。對帶形鍛件進(jìn)行水冷處理。從鍛壓機(jī)中取出帶形鍛件，在鍛態(tài)下進(jìn)行水冷處理。帶形鍛件的晶粒度可達(dá)美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)11級。第五歩將帶形鍛件置于純鐵磁軛-永磁塊組件中進(jìn)行磁場熱處理，磁場強(qiáng)度為O. 75 O. 95T ;所述磁場熱處理的加熱溫度為365 465K，保溫時間為20 30分鐘；所述磁場熱處理時帶形鍛件的軸向方向平行于永磁體組件的磁場方向。磁場強(qiáng)度優(yōu)選為O. 85T ；磁場熱處理的加熱溫度優(yōu)選為395 425K ；
保溫時間優(yōu)選為25分鐘。實(shí)驗數(shù)據(jù)表明，所有經(jīng)過縱向方式磁場熱處理的GH4145合金的抗疲勞性能均有不同程度的提高，最高可達(dá)16%，且以Tl溫度加熱后空冷比水淬的效果較佳。這表明對GH4145合金進(jìn)行磁場熱處理，使得合金中產(chǎn)生了馬氏體孿晶變體的擇優(yōu)排列。另外，本發(fā)明由于把鑄造或鍛造的原始坯料通過鐓拔加輾軋エ藝制作成鍛坯后再通過近等溫鍛造成形，細(xì)化了晶粒，提高了晶粒度。該方法可以不依賴于采用固結(jié)粉末坯料來細(xì)化晶粒和提高鍛件的強(qiáng)度，從而極大地降低了鍛造成本。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種GH4145合金管的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 第一步將GH4145合金原始棒料加熱到1015°C 1025°C的起始溫度后，經(jīng)鐓拔長后獲得環(huán)形的鍛坯； 第二步將所述鍛坯加熱到1015°C 1025°C的起始溫度，同時將鍛壓機(jī)中的鍛模加熱到960°C 975°C的起始溫度； 第三步將加熱后的鍛坯裝入并定位在鍛壓機(jī)中的鍛模中，利用鍛壓機(jī)的加熱爐對所述鍛還和鍛模進(jìn)行加熱； 第四步在鍛坯和鍛模的起始溫度范圍內(nèi)，通過鍛壓機(jī)把鍛坯鍛壓成形，得到帶形鍛件； 第五步將帶形鍛件置于純鐵磁軛-永磁塊組件中進(jìn)行磁場熱處理，磁場強(qiáng)度為O.75 O. 95T ;所述磁場熱處理的加熱溫度為365 465K，保溫時間為20 30分鐘；所述磁場熱處理時帶形鍛件的軸向方向平行于永磁體組件的磁場方向。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述GH4145合金原始棒料的加熱溫度為1025°C。
3.如權(quán)利要求I一 2所述的方法，其中，所述鍛坯的加熱溫度為1025°C。
4.如權(quán)利要求I一 3所述的方法，其中，所述鍛壓機(jī)中鍛模的加熱溫度為975°C。
5.如權(quán)利要求I一 4所述的方法，其中，所述磁場強(qiáng)度為O. 85T。
6.如權(quán)利要求I一 5所述的方法，其中，所述磁場熱處理的加熱溫度為395 425K。
7.如權(quán)利要求I一 6所述的方法，其中，所述保溫時間為25分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GH4145合金管的制造方法。所有經(jīng)過縱向方式磁場熱處理的GH4145合金的抗疲勞性能均有不同程度的提高，最高可達(dá)16％，且以T1溫度加熱后空冷比水淬的效果較佳。這表明對GH4145合金進(jìn)行磁場熱處理，使得合金中產(chǎn)生了馬氏體孿晶變體的擇優(yōu)排列。另外，本發(fā)明由于把鑄造或鍛造的原始坯料通過鐓拔加輾軋工藝制作成鍛坯后再通過近等溫鍛造成形，細(xì)化了晶粒，提高了晶粒度。該方法可以不依賴于采用固結(jié)粉末坯料來細(xì)化晶粒和提高鍛件的強(qiáng)度，從而極大地降低了鍛造成本。
文檔編號B21C37/06GK102825099SQ20121034973
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者葛艷明, 袁志偉 申請人:江蘇金源鍛造股份有限公司