[发明专利]一种高温合金丝材及其制备方法

说明书

一种高温合金丝材及其制备方法，按质量百分比计，其化学成分为：Cr 15~16,Fe 7.5~8.5,Ti2.5~2.6,Nb 0.8~1.0,Al 0.6~0.9,C£0.06,Zr 0.05~0.08,P£0.008，S£0.008，余量为Ni；该工艺采用退火、酸洗和冷拉的方法，控制每次丝材的总变形量以及丝材的每道次变形量，减少不均匀变形，获得均匀分布的组织；当丝材尺寸<3mm时，除控制丝材的变形量外，还需要使用真空热处理来保证丝材的表面质量，避免出现锈蚀及其他缺陷；本发明的丝材产品的组织均匀分布，无分层或粗晶组织；丝材表面无裂纹、麻坑等缺陷，具有尺寸精度高，表面质量优等特点。

技术领域

本发明涉及合金领域，尤其涉及一种GH4145高温合金丝材及其制备方法。

背景技术

GH4145合金主要是以g¢相进行时效强化的镍基高温合金，在980°C以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800°C以下具有较高的强度，540°C以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的成型性能和焊接性能。该合金具有优异的综合力学性能，可以加工成板、棒、丝和带等材料。该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐松弛的平面弹簧、螺旋弹簧结构件和螺栓等，还可用于制造气轮机涡轮叶片等零件。对于弹簧等零件，需要制备各种尺寸的丝材，尤其是直径<1mm的高温合金丝材的制备，存在以下问题：

（1）GH4145合金中含有大量的Al、Ti和Nb等强化元素，合金成型难度较大，热加工温度范围窄，冷加工塑性低，变形抗力加大，热加工窗口较窄，因此冷热加工难度较大；

（2）丝材的成型工艺复杂，组织均匀性难以控制；

（3）丝材表面质量较差，由于采用酸洗工艺，产品表面有蚀孔、裂纹或割伤等缺陷，影响产品的质量。

影响GH4145合金丝材成形的因素很多，主要包括材料的纯净度、热加工工艺、设备、模具以及冷加工工艺等，上述多参数之间耦合，工艺选择十分复杂；尽管GH4145合金丝材以前生产过，但产品存在组织不均匀、经常断丝以及表面质量差等缺点，导致丝材质量不合格，不能用于生产弹簧零件等；因此，需要深入了解原材料纯度、热加工工艺、热轧工艺、拔丝工艺以及丝材制备工艺，主要包括设备参数的选择、模具材料的选择、不同道次的变形量、变形速率以及退火过程中的退火制度及冷却速度的选择。比如，道次的变形量和退火温度控制在合理的范围才能获得完全再结晶组织；此外，航空或航天用零件对丝材尺寸精度和表面质量要求非常高，即使丝材的组织性能均合格，如果表面有缩孔痕迹、气泡、空洞、裂纹、分层及夹杂物等缺陷，依然会导致丝材质量不合格。

发明内容

本发明目的是提供一种高温合金丝材及其制备方法，该工艺采用退火、酸洗和冷拉的方法，控制每次丝材的总变形量以及丝材的每道次变形量，减少不均匀变形，获得均匀分布的组织；解决了以上技术问题。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种高温合金丝材，按质量百分比计，其化学成分为：Cr 15~16, Fe 7.5~8.5,Ti2.5~2.6, Nb0.8~1.0, Al 0.6~0.9, C£0.06, Zr 0.05~0.08, P£0.008， S£0.008，余量为Ni。

一种高温合金丝材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤一：真空感应熔炼+电渣重熔熔炼双联冶炼；

步骤二：锻造；锻造温度在950°C~1200 °C，变形量控制在50~80%；将合金锻成80mm×80mm×L的坯料；

步骤三：固溶热处理；固溶热处理温度为1000°C~1150 °C，保温30~60分钟；

步骤四：轧制成盘条；将合金坯料热轧成8~12mm的盘条，轧制温度在1000°C~1150 °C；