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1、G H 1 4 1 合金环形锻件热加工工艺参数的研究 张华郭灵 ( 中国贵航集团安大锻造厂技术处 5 6 1 0 0 5 ) 摘要 关 键 同 本文采用小环模拟的方式，研究 了 G H 1 4 1合金轧制工艺参数中变形温度 、变形程度对 合余性能的影响，总结了 G H 1 4 1 合金环形锻件的轧制工艺参数。 G 1 1 1 4 1 合余环形锻件轧制工艺参数 I 引 言 G H 1 4 1 ( R e n e 4 1 ) 合金是以 N i -C r -C 。为基的沉淀硬化型合金，具有较高的耐热 腐蚀和抗氧化特性，6 5 0 -9 8 0 V温度范围内亦有较高的强度， G H 1 4 1合金 由
2、于其成分 的特点，属于特难变形合金。 ( 与 A - 2 8 6相比)，热加工工艺塑性差，工艺敏感性 强，不同的热加工工艺引起的工艺塑性和组织性能差异较大，在 G H 1 4 1合金环形锻 件属国内首次研制生产， 报导资料很少， 工艺参数无章可循的情况下，本文采用小环 模拟的试验方式，研究了 G H 1 4 1合金轧制工艺参数中变形程度、变形温度及小变形 返修对合金组织性能的影响， 总结了 G H 1 4 1 合金环形锻件的热加工工艺参数。 2试验用料及试验方案 试料规格:01 6 0 X7 0 ，化学成分见表 1 ，试验方案见表 2 ，试料经冲孔、预轧 后，在。1 . 3 m卧式轧机上轧制成
3、小环，然后从环件的弦向切取试样热处理后检测性 能，采用金相显微镜进行组织观察分析。 热处理制度:1 0 8 0 0C X 4 h O C + 1 1 2 0 0C X 1 h A C+ 9 0 00 CX4 h A C 表 1 W t % 元 素 C M n I S is l P I N i C r M o IT iA lF e lC o l日 含 量 0 . 0 7 8 一 。0 2 0 . 061 0 . 0 0 2 1 0 . 0 0 4余1 8 . 9 一 9 . 8 41 3 . 1 3 1 . 6 9 0 . 3 1 1 . 。 一 0 一 0 5 技 术 要 求。 六 2 。 气
4、 。 。 S0 . 5 0 0 . 0 1 5 0 . 0 1 5 余 1 8 . 0 -2 0 . 0 。 。 ; ; . : ; . ; ;5 . 01 0 . 0 -1 2 . 09 。 。 ; : 表 2 编号 第一火一寸第二火 加 热 温 度变形程度备注 加热温度 一 变形 程度 I 编号 1 1 1 2 0 C 一 3 0 % 一 切 试验环 I1 1 2 0 C1 0 %一7 21 1 2 0C 1 0 % 一一一 一一一 3 1 1 4 0 一 3 0 % 一 切试验环1 1 2 0 C 一 1 0 %一9 4 1 1 4 0 一 1 0 % 一一一一一一一一 5 1 1 6
5、0 一 3 0 % 一 切试 验环1 1 2 0 C 一 1 0 %一8 6一1 1 0 0 C 一 3 0 % 一一一一一一一 试验结果及分析讨论 图 X 5 0 0 ) ， 晶粒度及碳 化物 1为同一变形程度不 同加热温度轧制小环 的晶粒度及碳化物分布照片 ( X 1 0 0 . 门j3 1 1 2 0 加热轧制的小环晶粒度 2 -6级，1 1 4 0 加热轧制的小环晶粒度 3 -5 级，1 1 6 0 加热轧制的小环晶粒度 2 了级; 碳化物的分布则随着加热温度 的升高， 俞 . 内块状碳化物逐渐变少，晶界碳化物基本保持不连续颖粒状分布。 4 1 5 厂 - 于 ， 八 产 ， X 1
6、0 0 入 X 50 0 11 2 00 C 介 护，了Jf色、毛勺 X 1 0 0 ( b ) x 1 0 0 xt o o ( C 1 1 6 0 0C 图 1在 同一变形程度 下不 同轧制加 热温度 的晶粒度及碳化物 图 2为同一加热温度不同变形程度轧制小环的晶粒度照片 ( x 1 0 0 ) ，从 图中可看 出，小变形 易造成 混 晶组织 。 厂 气 丈 _ 了 入 认 刹价小 、 丫 / ) 7 变 形 程 度 30 %变形程度 :1 0 % ( a ) 1 1 2 0 C ( X 1 0 0 ) l . 变形程 度 :3 0 %变形程度 :1 0 % ( b ) 1 1 9 0 0
7、C ( X 1 0 0 ) 、 、 、 之 飞 、 、!.魂、 3 0 %变形程度 : ( c 1 1 6 0 0 C( x 1 0 0 ) 轧 制加 热温 度 不 同变 形程 度 的 晶粒 度 及 碳 化物 1 0% 度同 程:了 形图 变 4 1 6 从图 1 .图 2中可看出，轧制加热温度及变形程度对品粒度 的大小及均匀性有 较大的影响:试验温度范围内，随着加热温度的升高，合金的晶粒度人小变化过程: 粗一细粗 ，均匀性则呈混 iI F 均匀混 晶的趋势变化 ，这是因为 ，低温 加热轧制 的小环，合金内部储存的变形能低，再结晶的驱动力不足，合金的动态再结品完成 不允分，形核靠合金中未溶的碳
8、化物 ，致使合金保留了部分原始晶界， 仅在碳化物 偏聚的地方形成细晶，造) A了合金组织 的粗细不均;高温 加热轧制的小环 ，虽然储 存较高的变形能量，但 山于晶粒过份粗大，变形程度尚不足 以破碎长大的晶粒，使 品粒重新形核长大，也形成不均匀的内部组织:变形程度的影响与加热温度相似， 高加热温度和低变形程度及低加热温度和低变形程度都会造成混晶组织。 3 . 2力学性能 3 . 2 . 1轧制加热温度刘室温拉伸性能的影响 轧制加热温度对室温拉伸性能的影响见图 3 ， 试验温度范围内，随着加热温度 由于晶粒内部碳化物的减少，降低了位错移动的阻力，致使室温拉伸强度 塑 形 指 标 升 高 。 场，3
9、0创 爱100呱700 1 1 2 0 U1 1 4 0 1C 1 1 6 0 1 C 图 39 L 制加 热温度对 室温 拉伸性能 的影 响 3 . 2 . 2轧制加热温瓜对高温拉伸性能的影响 轧制加热M度对高温拉伸性能的影响见图 4 , 试验温度范围内，随着加热温度的升 高，高温性能逐渐降低，这与合金中 丫 相的析出有关， 低温加热轧制时，合金变 形时 储 存 较 高 的 变 形 能 ， 并 形 成 了 许 多亚 晶粒 ， 丫 相 时 效 析 出 的动 力 学 充 分 ， 析 出的 Y 相 数量 多 : 晰 据 资料 1 ， Y 相对高温强度 的贡献最大，致使高温性能好 。 K00 1(9
10、070 1 1 2 0 C 1 1 4 0 c 1 1 6 0 1C 图 4轧制 加热温度对 高温性能的影响 3. 2. 3变形程度对合金性能的影响 变形程度对合金性能的影响与轧制加热温度相似 ，随着变形程度的增加，合金 内部储存的器变能高，强化相析出充分，性能升高，塑性稍降;反之，则相反。 3.2. 4小变形返修双合金性能的影响 小变 形返修主要考虑 _ ) 业批生产 中的需要，实际生产过程 中，由于影响环形锻 科的尺 、J 质量的因素较多，某个因素控制不当，会到致环形锻件的尺寸偏大或偏小， s r 进行小变形才能满足环形锻件的尺寸要求。小变形返修的性能检测见表 3 : 41 7 表 3 甘
11、 7 6 0 C 拉伸性能高温拉仲 光滑持久 卜 M 。 。 ) 卜( M p a )己( % ) ， ( % )卜 , ( M p a ) 卜 , ( M p a )石 ( % ) T( % ) 一。 ( M p a ) ! 下 ( h ) 1 : 1 6 18 0 8 1 9. 6 1 9 . 91 9 8 17 1 7 2 5 . 2一 2 7 . 2 1 704了 . 3 7 : 1 6 77 4 9 2 3. 2 41 9 . 59 7 57 1 41 4 . 2 1 9 . 31 7 0 4 3 . 3 从 ht能测试的数据看， -f 变形后环件 的室温性能、持久性能、高温强度略降
12、， 高温塑性大幅下降。因为环件经高温加热小变形后，晶粒充分长大，小变形不能充 分破碎晶粒，再结晶完成不充分，结品形核仅靠未充分溶解的碳化物，致使合金形 成粗细不均匀的晶粒，碳化物密集的地方，形成细晶，其余部分形成粗品:且小变 形又不产生高的器变能， 合金中的主要强化相 丫 析出的动力学条件不充分，致使合 金的性能降低。 4 结论 综 _ 所述 ，可得 出以 卜 结论: ( 1 ) 6 1 1 1 4 1合金环形锻1 1的轧制r . 艺可总结为:轧制加热温度 1 1 2 0 1 1 6 0 C，变形 程度大于 3 0 % 0 ( 2 )环形锻件的轧制加热温度不宜过低，轧制加热温度过低易形成混晶组织和产生 裂纹，从而影响合金的组织性能。 ( 3 )碳化物及 Y 相是 G H 1 4 1合金的主要相，应合理制定轧制工艺，使碳化物及 Y 相的析出数量、形态相匹配，从而获得性能优 良的环形锻件 。 ( 4 )环件经小变形返修后，性能大幅降低;实际生产中，应避免对环形锻件进行小 变形返修 。 参考文献 美国镍基 高温合徽1 9 7 9年出版 材料工程 1 9 9 。 年第 5 , 6 . 7期 41 8
