[发明专利]一种Haynes242合金锻件的锻造及热处理方法

说明书

本发明属于航空环形锻件环轧成形领域，尤其涉及一种Haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，将Haynes242合金坯料在1030‑1120℃条件下进行镦粗、冲孔、马架扩孔、终轧，使其变形量为20‑40％，得到Haynes242合金锻件，然后将Haynes242合金锻件依次经固溶热处理、时效热处理；本发明方法制得的Haynes242合金锻件晶粒组织均匀，晶粒度细，具有良好的高温持久性能和力学性能。

技术领域

本发明属于航空环形锻件环轧成形领域，尤其涉及一种Haynes242合金锻件的锻造及热处理方法。

背景技术

Haynes242合金是一种时效硬化材料，它在时效条件下具有出色的强度和延展性，在退火状态下具有良好的可加工性。Haynes242合金比典型的固溶强化镍基合金(如HASTELLOYS合金)具有更高的屈服强度，而且在完全热处理的条件下也具有优异的延展性。这可以转化为燃气轮机环和套管的优异的密封特性，特别是与Haynes242合金的低膨胀系数和热膨胀后的优异延展性相结合时。Haynes242合金具有优异的强度和延展性，可作为低温直接时效产品。再加上其低热膨胀特性，使其成为紧固件和弹簧的绝佳选择。

研究表明，合理的锻造温度及热处理温度的选择可生产出组织均匀、性能稳定的锻件，保证锻件各项指标满足标准要求，满足零件的正常使用。

但目前关于Haynes242合金作为新型航空零部件材料的文献报道鲜少，能查阅的参考信息非常少，因此只能通过不断的试验进行摸索以期实现Haynes242合金作为航空零部件材料的技术方案，因此，需要对Haynes242合金的锻造及热处理方法进行研究。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种Haynes242合金锻件的锻造及热处理方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

一种Haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，包括如下步骤：

1)锻造：将Haynes242合金坯料在1030-1120℃条件下进行镦粗、冲孔、马架扩孔、终轧，使其变形量为20-40％，保温，得到Haynes242合金锻件；

2)固溶热处理：将Haynes242合金锻件在1038-1093℃条件下进行固溶热处理，保温时间≥30min；

3)时效热处理。

进一步优选，所述锻造温度为1030-1070℃。

再进一步优选，所述锻造温度为1030-1050℃。

步骤1)中，所述保温时间为坯料有效厚度×6min/10mm。

所述Haynes242合金锻件经固溶热处理、时效热处理后的晶粒度≥4级。

进一步，所述固溶温度为1038℃、1060℃、1080℃中任一。

所述时效热处理的工艺条件为：温度649℃，时间为48h。

所述时效热处理后的Haynes242合金锻件的拉伸性能参数设定的合格值为以下参数：649℃高温拉伸状态下抗拉强度≥127ksi，屈服强度≥70ksi，延伸率≥19％，断面收缩率≥27％。

所述时效热处理后的Haynes242合金锻件的光滑持久性能参数设定的合格值为以下参数：649℃、加载强度95ksi条件下持久时间≥23h。

所述Haynes242合金坯料，其化学成分以质量分数计如下：Cr 7～9％，Mo 24～25％，Cu≤0.5％，Mn≤0.8％，Si≤0.8％，C≤0.03％；P≤0.03％；S≤0.015％，Al≤0.5％；B≤0.006％；Fe≤0.2％，余量为Ni。