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    等溫鍛壓新型式金材組件和功效


    試驗用材料試驗用材料是采用經真空感應+真空自耗的冶煉工藝制備Φ240mm的GH710合金錠坯,經自由鍛單向拔長為Φ210mm的鍛棒,原材料化學成分見。原材料低倍組織致密,無其它肉眼可見的冶金缺陷,但晶粒組織較為粗大,部分大晶粒內部存在殘留枝晶,顯微組織。由于GH710合金合金化程度高,鑄錠中易產生元素偏析,鑄態組織枝晶嚴重,枝晶間富含大量初生γ′及MC相,使得鑄錠熱變形性能較差,開坯時極易產生鍛造裂紋。棒材低倍組織粗大及殘留枝晶的存在,主要是原因鍛造開坯變形量不夠。

      試驗方法合金等溫鍛造實驗在6300kN液壓機上進行,模具材料采用鑄造高溫合金,坯料加熱溫度1100℃。等溫鍛造渦輪盤鍛件空冷后進行標準熱處理:1170℃×4h,空冷+1080℃×4h,空冷+845℃×24h,空冷+760℃×16h,空冷。按照常規程序制備金相試樣,侵蝕劑為50ml氫氟酸+20ml鹽酸+10ml過氧化氫。

      鍛造工藝對合金組織性能影響為有效消除GH710合金棒材中的粗大低倍組織及殘留枝晶,同時使合金具有良好的成形性,采用等溫鍛造工藝進行了合金變形實驗,坯料加熱溫度均為1100℃,變形量分別為50%和70%.

      GH710合金在進行等溫鍛造變形時,具有良好的塑性,一次變形量達到50%和70%時,餅坯外觀完整性好,沒有出現鍛造裂紋。合金經等溫鍛造變形后,微觀組織得到明顯改善,棒材中的粗大真空晶粒組織得到有效破碎,合金實現了完全再結晶。餅坯各部位變形均勻,沒有變形死區。其顯微組織。

      等溫鍛造餅坯經標準四段熱處理后,切取試樣,對其室溫拉伸、980℃光滑持久性能、815℃缺口持久性能進行了測試。具有低倍粗晶的GH710合金經等溫鍛造變形后,餅坯鍛件具有良好的室溫強度和高溫持久性能,并且鍛件各部位性能都非常均勻,性能結果分散性很小。

      等溫鍛造GH710合金組織均勻,低倍組織和顯微組織檢測分析都未發現大于1mm的粗大晶粒;815℃缺口持久壽命達到114h也未拉斷,遠遠高出標準的≥30h的技術要求;980℃光滑持久壽命達到80h之上,也遠遠高出標準的≥30h的技術要求。

      等溫鍛造渦輪盤組織為驗證等溫鍛造工藝制造GH710合金渦輪盤的合理性,對盤件等溫模鍛成形工藝進行了研究,將等溫鍛造工藝成功應用到GH710合金渦輪盤模鍛件的研制。試制出外觀質量良好的GH710合金Φ240mm渦輪盤等溫鍛造模鍛件,并對鍛件組織性能進行了測試分析。

      GH710合金等溫鍛造渦輪盤鍛件,晶粒細小,鍛件各部位組織均勻,鍛造流線沿鍛件輪廓連續分布,沒有變形死區,鍛件低倍組織如所示。渦輪盤鍛件輪轂、輪輻和輪緣各部位的晶粒度均勻細小,在晶界上有γ′相析出,鍛件各部位顯微組織如所示。

      等溫鍛造渦輪盤力學性能將GH710合金等溫鍛造渦輪盤鍛件進行四段標準熱處理后,按照文獻<5>要求切取試樣測試其力學性能,等溫鍛造渦輪盤鍛件力學性能結果完全滿足了文獻<6>的技術要求。其室溫拉伸性能σb達到1200MPa,比標準要求的890MPa高出300MPa以上;815℃缺口持久壽命達到64150h試樣尚未拉斷;而980℃光滑持久性能是在壽命超出技術標準要求的≥30h后,根據實驗現場情況,加大試驗應力將試樣強制拉斷。

    【上一個】 鍛造工藝分析及鍛造工序確定 【下一個】 鍛件與鑄件相比有什么特點?

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