一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法
技术领域
1.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：
2.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。
3.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。
4.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。
技术实现要素：
5.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。
6.具体是通过以下技术方案来实现的：
7.一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，包括如下步骤：
8.1)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；
9.2)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；
10.3)时效热处理。
11.进一步优选，所述锻造温度为1030-1070℃。
12.再进一步优选，所述锻造温度为1030-1050℃。
13.步骤1)中，所述保温时间为坯料有效厚度
×
6min/10mm。
14.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。
15.进一步，所述固溶温度为1038℃、1060℃、1080℃中任一。
16.所述时效热处理的工艺条件为：温度649℃，时间为48h。
17.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％。
18.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。
19.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。
20.本发明方法制得的haynes242合金锻件用于制作高压涡轮封严环、高压压缩机转子、高压压缩机机匣。
21.有益效果：
22.(1)本发明所提供的haynes242合金锻件的锻造和热处理方法，经过该方法锻造、热处理制得的haynes242合金锻件晶粒组织均匀，晶粒度细，为航空零件研制提供材料支持，比如用于制作高压涡轮封严环、高压压缩机转子、高压压缩机机匣等零件。
23.(2)本发明方法制得的haynes242合金锻件具有良好的高温持久性能和力学性能。
具体实施方式
24.下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
25.实施例1-5
26.一种haynes242合金锻件的锻造方法，将haynes242合金坯料按照表1所示的加热温度条件下进行镦粗、冲孔、马架扩孔、终轧，保温时间为坯料有效厚度
×
6min/10mm，使其变形量为30％，得到haynes242合金锻件，所述锻件的晶粒度如表1所示；
27.表1
[0028][0029][0030]
实施例6
[0031]
将实施例1-5锻造所得的haynes242合金锻件分别在如表2所示的条件下进行固溶热处理60min；其晶粒度如表2所示：
[0032][0033]
结合表1和表2的结果可知：锻造温度为1030℃或1050℃，热处理制度为1038℃或1060℃的结果较好。
[0034]
实施例7
[0035]
将实施例1-5锻造以及分别在1038℃、1060℃、1080℃、1093℃条件下固溶热处理后的haynes242合金锻件各组任意取两个样品，所有样品均在649℃时效热处理48h，时效后进行649℃高温拉伸及649℃持久测试，每组各取两个试材进行测定，结果如表3所示：
[0036]
表3
[0037]
[0038][0039]
由表3结果可以看出，经1038℃和1060℃固溶热处理的锻件存在强度高，塑性差的特点；1093℃固溶热处理的锻件存在塑性差和强度低的情况，而在相同时效处理的条件下经1080℃固溶热处理的锻件性能较优。
[0040]
将取1080℃
×
60min固溶热处理、649℃
×
48h时效热处理后的锻件试样进行649℃高温组合持久测试，结果如表4所示：
[0041]
表4 649℃高温光滑持久测试：
[0042][0043]
由测试结果可得，实施例2所得锻件经1080℃
×
60min固溶热处理、649℃
×
48h时效热处理后的材料的持久性最佳。
技术特征：
1.一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，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。2.如权利要求1所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，所述锻造温度为1030-1070℃。3.如权利要求1或2所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，所述锻造温度为1030-1050℃。4.如权利要求1所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，步骤1)中，所述保温时间为坯料有效厚度
×
6min/10mm。5.如权利要求1所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，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。6.如权利要求1所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，所述固溶温度为1038℃、1060℃、1080℃中任一。7.如权利要求1所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，所述时效热处理的工艺条件为：温度649℃，时间为48h。8.如权利要求1所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，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％。9.如权利要求1所述一种haynes242合金锻件的锻造及热处理方法，其特征在于，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。
技术总结
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。能和力学性能。
技术研发人员：龚忠兴 邹朝江 王华东 项春花 王攀智 赵泽敏 张正 吴永安 杨家典
受保护的技术使用者：贵州航宇科技发展股份有限公司
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2022/2/15