CN104801645A - 一种gh3617m高温合金锻件的锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法，通过三个阶段的加热和保温过程，通过分阶段加热能使铸锭内外温度均匀、减小温差、防止精力粗大，利用本发明方法所得锻件的晶粒度不粗于4级，锻件的粗系和细系夹杂物不超过2级，通过三个锻造阶段使锻件固溶退火后的固溶退火后室温屈服性能≥320Mpa，室温抗拉性能700～980Mpa，延伸率≥35%，端面收缩率≥35%，冲击性能≥120J，硬度HBW200～250，其高温瞬时力学性能、高温持久强度大大提高，有效满足燃气轮机的使用要求。

Description

一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法

技术领域

本发明涉及锻造领域，尤其涉及一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法。

背景技术

    GH3617M是一种高合金化的时效强化型镍基变形高温合金，常用于制造燃气轮机，燃气轮机是一种先进复杂的成套动力机械设备，是典型的高新技术密集型产品，长期以来我国在燃气轮机的关键技术上受制于人，目前燃气轮机锻件在铸造过程中通常采用将铸锭直接拔长后在锻造至交货尺寸，由于铸锭存在大量铸态枝晶组织及均匀化后导致晶粒尺寸过大等问题（包括缩孔、疏松），这样将铸锭拔长后，晶粒度无法达到要求，以至于不利于后续开坯锻造成形，整体变形不足，锻件晶粒尺寸无法满足，室温力学性能较低，同时高温瞬时力学性能，高温持久强度也不能满足燃气轮机使用要。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法，利用本发明方法能有效提高锻件晶粒尺寸，其晶粒度不粗于4级，锻件的粗系和细系夹杂物不超过2级，有效满组燃气轮机的使用需求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法，包括以下步骤：

第一步：第一加热阶段：将铸锭放入加热炉后升温至850～900℃，保温5～6h；

第二步：第二加热阶段：将第一步所得铸锭再次放入加热炉中升温至1160～1180℃，保温2～3h；

第三步：第一次锻造：将第二步所得铸锭进行第一次镦粗，然后将第一次镦粗后的铸锭进行第一次拔长并倒棱至要求尺寸；

第四步：第二次锻造：将第三步拔长后的铸锭进行第二次镦粗，然后将第二次镦粗后的铸锭进行第二次拔长并滚圆至要求尺寸；

第五步：将第四步所得铸锭快速水冷至室温；

第六步：将第五步所得铸锭的冒口和水口切除；

第七步：在第六步所得铸锭的两端分别切除19～20mm的试片并检查晶粒度满足要求；

第八步：第三加热阶段：将第七步所得铸锭放入加热炉后升温至850～900℃，保温5～6h，然后将加热后的铸锭再次放入加热炉中升温至1160～1180℃，保温2～3h后锻造至最终尺寸。

其进一步技术方案在于：

在第一次锻造与第二次锻造过程中，当铸锭终锻温度低于900～950℃时，需要将铸锭置于加热炉中保温2～3h；

所述铸锭在第一加热阶段中放入加热炉之前的温度不高于300℃；

所述铸锭在第三加热阶段时从加热炉中取出时的变形量不小于25%。

本发明的有益效果如下：

本发明方法通过三个阶段的加热和保温过程，通过分阶段加热能使铸锭内外温度均匀、减小温差、防止精力粗大，利用本发明方法所得锻件的晶粒度不粗于4级，锻件的粗系和细系夹杂物不超过2级，通过三个锻造阶段使锻件固溶退火后的固溶退火后室温屈服性能≥320Mpa，室温抗拉性能700～980Mpa，延伸率≥35%，端面收缩率≥35%，冲击性能≥120J，硬度HBW200～250，其高温瞬时力学性能、高温持久强度大大提高，有效满足燃气轮机的使用要求。

附图说明

图1为本发明的锻造工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

如图1所示，第一步：第一加热阶段：选取温度不高于300℃、重量为2000kg的铸锭放入加热炉，按功率升温至850℃，保温6h。

第二步：第二加热阶段：将第一步所得温度为850℃的铸锭再次放入加热炉中，按功率升温至1180℃，保温2h。

第三步：第一次锻造：将第二步所得温度为1180℃、尺寸为Φ500*1220mm（直径*高度）的铸锭竖起并进行第一次镦粗至Φ660*700（直径*高度），在如图1中的A、B示意图所示，然后将第一次镦粗后的铸锭进行第一次拔长(如图1中C图所示）并倒棱至450*1170（长宽*高）。

第四步：第二次锻造：如图1中D图所示，将第三步拔长后的铸锭进行第二次镦粗至620*615（长宽*高），如图1中E图所示，然后将第二次镦粗后的铸锭进行第二次拔长并滚圆至Φ430*1600（直径*高度）。

第五步：将第四步所得铸锭快速水冷至室温。

第六步：将第五步所得铸锭的冒口和水口切除。

第七步：在第六步所得铸锭的两端分别切除19～20mm的试片，将试片放入加热炉中升温至1150℃后快速水冷，然后分别在两片试片的边缘、1/2半径处圆心检测晶粒度，试片晶粒度≥4级才可进入第八步工序，若试片没有达到4级则需要将锻件重新返回第四步改锻，直至晶粒度满组要求。

第八步：第三加热阶段：将第七步所得铸锭放入加热炉后升温至850～900℃，保温5～6h，然后将加热后的铸锭再次放入加热炉中升温至1160～1180℃，保温2～3h后锻造至最终尺寸。

在上述第一次锻造与第二次锻造过程中，当铸锭终锻温度低于900～950℃时，需要将铸锭置于加热炉中保温2～3h。铸锭在第三加热阶段从加热炉中取出时的变形量大于25%。

利用本发明方法得到的锻件能满足以下要求：

锻件的晶粒度不粗于4级，锻件的粗系和细系夹杂物不超过2级，固溶退火后室温屈服性能≥320Mpa，室温抗拉性能700～980Mpa，延伸率≥35%，端面收缩率≥35%，冲击性能≥120J，硬度HBW200～250。

锻件的高温瞬时力学性能如下表1所示：

锻件的高温持久强度如下表2所示：

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法，其特征在于包括以下步骤：

     第一步：第一加热阶段：将铸锭放入加热炉后升温至850～900℃，保温5～6h；

     第二步：第二加热阶段：将第一步所得铸锭再次放入加热炉中升温至1160～1180℃，保温2～3h；

     第三步：第一次锻造：将第二步所得铸锭进行第一次镦粗,然后将第一次镦粗后的铸锭进行第一次拔长并倒棱至要求尺寸；

     第四步：第二次锻造：将第三步拔长后的铸锭进行第二次镦粗，然后将第二次镦粗后的铸锭进行第二次拔长并滚圆至要求尺寸；

     第五步：将第四步所得铸锭快速水冷至室温；

     第六步：将第五步所得铸锭的冒口和水口切除；

     第七步：在第六步所得铸锭的两端分别切除19～20mm的试片并检查晶粒度满足要求；

     第八步：第三加热阶段：将第七步所得铸锭放入加热炉后升温至850～900℃，保温5～6h，然后将加热后的铸锭再次放入加热炉中升温至1160～1180℃，保温2～3h后锻造至最终尺寸。

2.如权利要求1所述的一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法，其特征在于：在第一次锻造与第二次锻造过程中，当铸锭终锻温度低于900～950℃时，需要将铸锭置于加热炉中保温2～3h。

3.如权利要求1所述的一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法，其特征在于：所述铸锭在第一加热阶段中放入加热炉之前的温度不高于300℃。

4.如权利要求1所述的一种GH3617M高温合金锻件的锻造方法，其特征在于：所述铸锭在第三加热阶段时从加热炉中取出时的变形量不小于25%。