一种gh4169合金锻件晶粒组织的细化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种GH4169合金锻件晶粒组织的细化方法，属于有色金属材料热成 形领域。
【背景技术】
[0002] GH4169合金为一种W丫 "相肌3佩）和丫 '相（NisAlTi)为强化相的镶基高温 合金，该合金具有高的抗拉强度、屈服强度、持久强度和塑性，同时具有良好的抗疲劳、抗蠕 变、抗冲击、热加工及焊接性能。因此，GH4169合金通常用于制造各种形状复杂的航空、航 天零部件，如航空发动机机厘、祸轮盘、压气机盘、转子W及紧固件等。GH4169合金在发动机 零部件中的应用已经由最初的几个增加到了几百个，如太行发动机中利用GH4169合金制 造的零部件就多达两百多个，GH4169合金零件总重量达到发动机重量的30%W上。由于等 温模锻工艺可W有效地减小或消除模具激冷和材料应变硬化的影响，从而显著降低材料的 变形抗力，改善材料的流动性和成形性。因此，等温模锻工艺是具有复杂形状的GH4169合 金零部件的重要生产途径。通常，GH4169合金零部件长期处于高温及交变载荷工况下，为 了确保其在苛刻服役工况中的可靠性、耐久性和安全性，必须在GH4169合金零部件的等温 模锻过程中严格控制其内部微观组织，尤其是晶粒组织形态。通常，晶粒粗大、混晶严重的 GH4169合金锻件不仅内部残余应力大、热加工性能差，而且抗疲劳、抗腐蚀和抗冲击性能也 无法达标。因此，严格控制GH4169合金锻件晶粒组织尤为关键。研究表明，较高的成形温 度巧80°C~1040°C)和较低的变形速率（0.OOls^~0. 01s气条件有助于GH4169合金锻 巧材料的动态再结晶晶粒形核和长大，所W其晶粒组织可W得到一定程度的细化。但是，只 有在变形量足够大的时候，才能保证GH4169合金锻巧各部位发生完全的动态再结晶，而且 单道次的大变形易导致GH4169合金锻巧材料的非均匀流动，难W保证组织性能的均匀性， 无法满足其极端的服役性能要求。因此，急需发明一种不仅可细化GH4169合金锻件晶粒组 织，而且保证晶粒组织均匀性的方法，从而提高其综合力学性能。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种GH4169合金锻件晶粒组织的细化方法。采用该方法 不仅能够细化GH4169合金锻件的晶粒组织，而且使晶粒组织分布均匀，提高GH4169合金锻 件的综合力学性能。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是；利用两道次等温模锻成形工艺细化 GH4169合金锻件的晶粒组织，提高其综合力学性能，该方法的具体步骤为：
[000引步骤1 ;将GH4169合金锻巧在1040°C~1100°C进行40分钟~60分钟的固溶处 理，然后水泽；
[000引步骤2 ;将GH4169合金锻巧和等温模锻模具加热至成形温度，并保温至锻巧温度 均匀；
[0007] 步骤3;进行第一道次等温模锻成形，变形量为30 %~60 %，GH4169合金锻巧的变 形速率为0. 01s-1~0.Is-1，成形温度为950°C~1010°C;
[0008] 步骤4;第一道次等温模锻成形结束后卸载，对锻巧保温30s~60s，保温温度与第 一道次等温模锻成形的温度相同；
[0009] 步骤5;进行第二道次等温模锻成形，第二道次等温模锻成形的温度和变形速率 与第一道次相同，两道次等温模锻成形的总变形量为70%~90%;
[0010] 步骤6 ;卸载，立即泽火，从模锻模具中取出锻件。
[0011] 本发明的优点在于；通过两道次等温模锻成形工艺细化GH4169合金锻件的晶粒 组织。在GH4169合金锻件等温模锻成形过程中增加保温工艺可W促使第一道次成形过程 中未长大的动态再结晶晶核充分长大。通过控制保温时间，可W有效地减小GH4169合金锻 巧的晶粒尺寸。经过第二道次等温模锻成形，可进一步细化GH4169合金锻巧的晶粒组织。 该方法操作简单，效果显著，有利于消除GH4169合金锻件内部由于混晶引起的残余应力， 同时提高其抗疲劳、抗腐蚀和抗冲击等性能。此外，该GH4169合金锻件晶粒组织的细化方 法还可W降低热成形设备要求，从而节约成本，缩短生产周期。
【附图说明】
[0012] 图1固溶处理后的GH4169合金锻巧的晶粒组织形貌
[0013]图2 GH4169合金锻件的晶粒组织形貌；(a)、化）、（C)未采用本发明方法获得的晶 粒组织形貌图；（d)、（e)、（f)为采用本发明方法获得的晶粒组织形貌图
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0015] 本发明是一种GH4169合金锻件晶粒组织的细化方法，W表1所示的GH4169合金 为例，详细介绍本发明设及的GH4169合金锻件晶粒组织的细化方法。本发明所指GH4169 合金锻件晶粒组织形貌是在Leica DMI5000M金相显微镜上获取。平均晶粒尺寸根据ASTM ; E112-12标准通过截线法获得。通过化otoshop6.0和Image-Pro Plus 6.0软件测定再结 晶分数。
[0016] 表1本发明实例中所用GH4169合金成分（wt. % )
[0017]
[001引实施例1
[0019]A将GH4169合金锻巧在1040°C进行45分钟的固溶处理，然后水泽。将GH4169合 金锻巧和模具加热至950°C，并保温至锻巧温度均匀。进行第一道次等温模锻成形，变形量 为60%，GH4169合金锻巧变形速率为0.Is^，成形温度为950°C。第一道次等温模锻成形结 束后卸载，对锻巧保温60s，保温温度与第一道次等温模锻成形的温度相同。进行第二道次 等温模锻成形，第二道次等温模锻成形的温度和变形速率与第一道次相同，两道次等温模 锻成形的总变形量为70%。
[0020] 实施例2
[0021]B将細4169合金锻巧在1040°C进行45分钟的固溶处理，然后水泽。将細4169合 金锻巧和模具加热至980°C，并保温至锻巧温度均匀。进行第一道次等温模锻成形，变形量 为60%，GH4169合金锻巧变形速率为0.Is^i，成形温度为980°C。第一道次等温模锻成形结 束后卸载，对锻巧保温45s，保温温度与第一道次等温模锻成形的温度相同。进行第二道次 等温模锻成形，第二道次等温模锻成形的温度和变形速率与第一道次相同，两道次等温模 锻成形的总变形量为