[发明专利]一种航空用高温合金板材组织及板形控制方法

说明书

本发明公开了一种航空用高温合金板材组织及板形控制方法，包括将采用三联熔炼工艺获得的铸锭进行均匀化退火；将铸锭加热至700～800℃保温60～120min，然后升温至1000℃～1150℃，保温时间按照0.5mm/min～0.8mm/min计算；变形：铸锭高径比≥1.5时，铸锭镦粗至高径比为1.0，拔长至高径比为2.0；改锻：将开坯后的铸锭回炉保温，升温至980℃～1150℃，保温时间按照0.4mm/min～0.7mm/min计算；变形：铸锭镦粗至高径比约为1.2，拔长至高径比为1.8；将改锻后的铸锭回炉保温，升温至960℃～1150℃，进行多火次成型；将成型后的铸锭加工处理得到的板坯升温至960℃～1150℃，进行多火次轧制。本发明制备出一种符合航空用的组织均匀、性能稳定，板形、表面质量优良的高温合金板材。

技术领域

本发明属于合金板材加工的技术领域，尤其涉及一种航空用高温合金板材组织及板形控制方法。

背景技术

高温合金又称超合金和耐热合金，是指在760～1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料，被誉为“先进发动机基石”。

在国内，主要是对高温合金棒材进行后期加工成高温端零部件进行使用，并未对棒材进行后期冷热加工成板材进行应用。但实际上在上世纪90年代初的欧美，已经在航空发动机上开始进行使用。高温合金板材在航空航天领域具有广泛的应用前景，可用于喷气式涡轮发动机引擎的喷嘴瓷片、直升机管道及RLV的热保护系统等。

高温合金板材轧制成形的回弹量较大尺寸精度不易控制，成形时所需要的压力很大，这对成形设备的要求也就越高。此外，高温合金板材难成形，难加工，合金元素多达二十多种，成形精度和组织性能非常难控制。

发明内容

高温合金在高温变形过程中，材料内部的晶粒组织在应力的驱使下，会产生一个畸变能，当其畸变能达到某一临界值后，晶粒开始发生动态再结晶，晶粒开始细化，而小的变形量由于没有产生足够发生动态再结晶的畸变能，不能触发晶粒组织的动态再结晶，晶粒将不会发生动态再结晶。但在轧制过程中变形量过大会导致板材板形出现波浪、厚度不均匀等现象。

本发明的目的是通过板坯组织控制、板材轧制组织及性能控制、板材成型工艺控制、板材表面处理工艺控制等全流程工艺方法的控制，制备一种符合航空用的组织均匀、性能稳定，板形、表面质量优良的高温合金板材，可用于生产航空发动机零部件等航空用高温合金板材。

本发明具体是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种航空用高温合金板材组织及板形控制方法，包括如下步骤：

步骤1：铸锭制备：采用三联熔炼工艺，获得纯净度高、成分均匀的铸锭，其中，所述铸锭化学成分符合相关牌号铸锭化学成分的要求；

步骤2：退火：将所述铸锭进行均匀化退火；

步骤3：板坯锻造：

开坯：将步骤2退火后的铸锭加热至700～800℃保温60～120min，然后升温至1000℃～1150℃，保温时间按照0.5mm/min～0.8mm/min计算；变形：铸锭高径比≥1.5时，铸锭镦粗至高径比为1.0，拔长至高径比为2.0；

改锻：将开坯后的铸锭回炉保温，升温至980℃～1150℃，保温时间按照0.4mm/min～0.7mm/min计算；变形：铸锭镦粗至高径比约为1.2，拔长至高径比为1.8；