一种waspaloy镍基合金的锻造生产工艺
技术领域
1.本发明涉及镍基合金生产领域，具体而言，涉及一种waspaloy镍基合金的锻造生产工艺。
背景技术：2.waspaloy是一种时效硬化的镍基特种合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳强性能，工艺塑性良好、组织稳定。广泛应用于航空发动机转动部件，使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件，waspaloy镍基合金含有极高含量的mo在电渣过程中凝固时会形成元素偏析，造成塑性下降；waspaloy镍基合金中al+ti含量近4％，在合金中形成的时效强化相降低了热加工的塑性，且其变形抗力大，经常出现锻造开裂的现象，造成巨大的经济损失；waspaloy镍基合金的导热系数低、线膨胀系数大，在锻造的加热的过程中，钢锭表面和心部温度梯度大，热应力大，造成缺陷。
技术实现要素：3.本发明的目的是提供一种waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，不仅能减少waspaloy镍基合金钢锭锻造生产中产品开裂问题，还能提高产品成材率。
4.为解决上述问题，本发明提供一种waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，所述的锻造生产工艺具体包括如下步骤：
5.s1、钢锭摆放：将waspaloy镍基合金钢锭装进炉，并垫在铸铁上；
6.s2、钢锭加热：将waspaloy镍基合金钢锭缓慢加热至800-1000℃,保温2-3h；
7.s3、扩散退火：控制升温速度在100-200℃/h，将步骤s2得到的waspaloy镍基合金钢锭升温至1200-1300℃保温19-21h，然后进行热处理得waspaloy镍基合金钢坯；
8.s4、钢坯开坯：将waspaloy镍基合金钢坯经过锻造处理得waspaloy镍基合金锻件。
9.作为优选，所述步骤s1中，waspaloy镍基合金钢锭进炉的温度小于等于300℃。
10.作为优选，所述步骤s2中，钢锭加热包括如下步骤：控制升温速度小于等于100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至550-650℃保温2-3h，保温结束后，控制升温速度小于等于100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至800-1000℃保温2-3h。本发明采用上述工艺过程对将waspaloy镍基合金钢锭进行加热处理，通过缓慢升温降低钢锭表面和芯部的温差，减少热应力，从而避免材料因热应力造成的开裂风险。
11.作为优选，所述步骤s3中，热处理包括如下步骤：在1-2h内将waspaloy镍基合金钢锭降温至1120-1180℃保温4-6h。
12.作为优选，所述步骤s3中，在进行热处理前，先进行开炉降温，将钢锭降温到1000-1080℃。先对钢锭进行开炉降温处理能增加材料的高温强度，防止锻造开坯时表面开裂。
13.作为优选，所述步骤s4中，锻造处理包括如下步骤：
14.s411、一次锻造：将步骤s3得到的waspaloy镍基合金钢坯出炉开坯，终锻温度大于
等于980℃；
15.s412、一次回炉加热：将经过一次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1150-1200℃保温1-2h；
16.s413、二次锻造：将一次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉，单向拍扁；
17.s414、二次回炉加热：将经过二次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1150-1200℃保温1-2h；
18.s415、三次锻造：将二次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉锻造得waspaloy镍基合金锻件。
19.作为优选，所述步骤s411中，一次锻造开坯时采用的变形处理工艺为：四面轻拍滚圆后重锤单向拍扁，在温度为1000-1100℃时掉头，重复锻造另一头。在上述温度时进行锻造开坯处理，钢锭塑性最佳，且表面变形量小，可以破碎表面晶粒，
20.作为优选，所述步骤s413中，二次锻造的变形量为20-30％。经多次试验得知，在此变形量范围内，超过材料的热变形临界区，塑性最佳。
21.作为优选，还包括如下步骤：s5、将waspaloy镍基合金锻件空冷。
22.与现有技术相比，本发明具有如下优点：其一、本发明采用缓慢加热钢锭的方式，能降低waspaloy镍基合金钢锭表面和芯部的温差，减少热应力，从而避免材料因热应力造成的开裂风险；其二，本发明通过特定的扩散退火和热处理工艺，能降低材料的变形抗力，增加材料的塑性，防止锻造开坯时钢锭表面开裂。
附图说明
23.图1为实施例1和实施例2的钢锭加热及扩散退火温度曲线图；
24.图2为实施例1和实施例2的一次回炉加热及二次回炉加热温度曲线图；
25.图3为实施例1制得的waspaloy镍基合金方块锻件的金属平均晶粒度测定报告。
具体实施方式
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
27.实施例1
28.一种waspaloy镍基合金方块锻件(250*250*2000mm)，其制备工艺包括如下步骤：
29.s1、钢锭摆放：将直径为480mm的waspaloy镍基合金钢锭在低于300℃时装进炉，并垫在250*250*1000的铸铁上，保证钢锭表面与上表面加热时受热均匀，有效防止阴阳面的产生；
30.s2、钢锭加热：如图1所示，控制升温速度为100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至600℃保温3h，保温结束后，控制升温速度为100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至900℃保温2.5h；
31.s3、扩散退火：如图1所示，控制升温速度在150℃/h，将步骤s2得到的waspaloy镍基合金钢锭升温至1200℃保温20h，然后开炉降温，将钢锭降温到1050℃，在1h内将waspaloy镍基合金钢锭升温至1170℃保温5h，在此过程中，偏析元素通过高温扩散退火，均匀化，同时晶界内的碳化物能回溶晶粒内，从而降低材料的变形抗力和材料的塑性；
32.s411、一次锻造：将步骤s3得到的waspaloy镍基合金钢坯出炉开坯，终锻温度大于等于980℃；
33.s412、一次回炉加热：如图2所示，将经过一次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1170℃保温1.5h；
34.s413、二次锻造：将一次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉，单向拍扁，锻造规格为200*420*l；
35.s414、二次回炉加热：如图2所示，将经过二次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1170℃保温1.5h；
36.s415、三次锻造：将二次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉锻造成250*250*2000mm，锻造完成后空冷得waspaloy镍基合金方块锻件。
37.实施例2
38.一种waspaloy镍基合金圆棒锻件(直径280mm)，其制备工艺包括如下步骤：
39.s1、钢锭摆放：将直径为480mm的waspaloy镍基合金钢锭在低于300℃时装进炉，并垫在250*250*1000的铸铁上，保证钢锭表面与上表面加热时受热均匀，有效防止阴阳面的产生；
40.s2、钢锭加热：如图1所示，控制升温速度为100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至600℃保温3h，保温结束后，控制升温速度为100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至900℃保温2.5h；
41.s3、扩散退火：如图1所示，控制升温速度在150℃/h，将步骤s2得到的waspaloy镍基合金钢锭升温至1200℃保温20h，然后开炉降温，将钢锭降温到1050℃，在1h内将waspaloy镍基合金钢锭升温至1170℃保温5h，在此过程中，偏析元素通过高温扩散退火，均匀化，同时晶界内的碳化物能回溶晶粒内，从而降低材料的变形抗力和材料的塑性；
42.s411、一次锻造：将步骤s3得到的waspaloy镍基合金钢坯出炉开坯，终锻温度大于等于980℃；
43.s412、一次回炉加热：如图2所示，将经过一次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1170℃保温1.5h；
44.s413、二次锻造：将一次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉，单向拍扁，锻造规格为280*280*l；
45.s414、二次回炉加热：如图2所示，将经过二次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1170℃保温1.5h；
46.s415、三次锻造：将二次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉锻造成280mm圆棒，锻造完成后空冷得waspaloy镍基合金圆棒锻件。
47.本发明分别对实施例1制得的waspaloy镍基合金方块锻件和实施例2制得的waspaloy镍基合金圆棒锻件进行超声波探伤分析和金相分析，从分析结果可知，通过本发明的制备方法制得的waspaloy镍基合金锻件经超声波探伤后显示合格，金相分析结果显示：实施例1和实施例2制得的waspaloy镍基合金锻件枝晶消失，且无碳化物、元素偏析基本消除。
48.本发明对实施例1制得的waspaloy镍基合金方块锻件进行金属平均晶粒度测定，测定方法参照gb/t6394-2002，测定的图谱对照报告如图3所示。从图3中可以看出，通过本
发明锻造生产方法制得的waspaloy镍基合金锻件晶粒度均匀，且测定得知，晶粒度能达到2-4级。因此，采用本发明的锻造生产方法能减少waspaloy镍基合金钢锭锻造生产中的产品开裂问题，提高产品的成材率，从而为后续的成品锻造提供合格的坯料。
49.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
技术特征：1.一种waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，其特征在于，所述的锻造生产工艺具体包括如下步骤：s1、钢锭摆放：将waspaloy镍基合金钢锭装进炉，并垫在铸铁上；s2、钢锭加热：将waspaloy镍基合金钢锭缓慢加热至800-1000℃,保温2-3h；s3、扩散退火：控制升温速度在100-200℃/h，将步骤s2得到的waspaloy镍基合金钢锭升温至1200-1300℃保温19-21h，然后进行热处理得waspaloy镍基合金钢坯；s4、钢坯开坯：将waspaloy镍基合金钢坯经锻造处理后得waspaloy镍基合金锻件。2.如权利要求1所述的waspaloy镍基合金的锻造生产工艺，其特征在于，所述步骤s1中，waspaloy镍基合金钢锭进炉的温度小于等于300℃。3.如权利要求1所述的waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，其特征在于，所述步骤s2中，钢锭加热包括如下步骤：控制升温速度小于等于100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至550-650℃保温2-3h，保温结束后，控制升温速度小于等于100℃/h，将waspaloy镍基合金钢锭升温至800-1000℃保温2-3h。4.如权利要求1所述的waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，其特征在于，所述步骤s3中，热处理包括如下步骤：在1-2h内将waspaloy镍基合金钢锭降温至1120-1180℃保温4-6h。5.如权利要求4所述的waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，其特征在于，所述步骤s3中，在进行热处理前先进行开炉降温，将钢锭降温到1000-1080℃。6.如权利要求1所述的waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，其特征在于，所述步骤s4中，锻造处理包括如下步骤：s411、一次锻造：将步骤s3得到的waspaloy镍基合金钢坯出炉开坯，终锻温度大于等于980℃；s412、一次回炉加热：将经过一次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1150-1200℃保温1-2h；s413、二次锻造：将一次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉，单向拍扁；s414、二次回炉加热：将经过二次锻造后的waspaloy镍基合金钢坯回炉加热至1150-1200℃保温1-2h；s415、三次锻造：将二次回炉加热后的waspaloy镍基合金钢坯出炉锻造得waspaloy镍基合金锻件。7.如权利要求6所述的waspaloy镍基合金的锻造生产工艺，其特征在于，所述步骤s411中，一次锻造开坯时采用的变形处理工艺为：四面轻拍滚圆后重锤单向拍扁，在温度为1000-1100℃时掉头，重复锻造另一头。8.如权利要求6所述的waspaloy镍基合金的锻造生产工艺，其特征在于，所述步骤s413中，二次锻造的变形量为20-30％。9.如权利要求1所述的waspaloy镍基合金的锻造生产工艺，其特征在于，还包括如下步骤：s5、将waspaloy镍基合金锻件空冷。
技术总结本发明提供了一种Waspaloy镍基合金锻件的锻造生产工艺，所述的锻造生产工艺具体包括如下步骤：S1、钢锭摆放：将Waspaloy镍基合金钢锭装进炉，并垫在铸铁上；S2、钢锭加热：将Waspaloy镍基合金钢锭缓慢加热至800-1000℃,保温2-3h；S3、扩散退火：控制升温速度在100-200℃/h，将步骤S2得到的Waspaloy镍基合金钢锭升温至1200-1300℃保温19-21h，然后进行热处理得Waspaloy镍基合金钢坯；S4、钢坯开坯：将Waspaloy镍基合金钢坯经过锻造处理得Waspaloy镍基合金锻件；本发明锻造生产工艺能减少Waspaloy镍基合金钢锭锻造生产中的产品开裂问题，提高产品的成材率，从而为后续的成品锻造提供合格的坯料。品锻造提供合格的坯料。品锻造提供合格的坯料。
技术研发人员：廉斌 季宏伟 林玉
受保护的技术使用者：江西宝顺昌特种合金制造有限公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/7/5
