GH4169拉桿鍛件成形工藝分析

       GH4169合金是一種廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的時(shí)效硬化型合金,該合金的成分與美國(guó)In-COne1718相近，在-253 ~70(T1C的溫度范圍內(nèi)具 有良好的綜合性能,在高溫氧化和燃?xì)飧g條件下，能夠承受復(fù)雜應(yīng)力，并長(zhǎng)期可靠的工作。該合金的另一特點(diǎn)是合金組織和性能對(duì)熱加工工藝非常敏感，若加工過(guò)程控制不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生粗晶、混晶等現(xiàn)象，影響合金產(chǎn)品的疲勞性能、持久性能、缺口敏感性和沖擊韌度。掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互系，可針對(duì)不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程。

1 鍛件主要技術(shù)指標(biāo)要求

       試制鍛件的原材料為美國(guó)CARPENTER公司 提供的軋制棒材，尺寸規(guī)格為0150 mm，鍛件直徑為095 mm。組織要求。低倍組織不應(yīng)有目視可見(jiàn)的疏松、針孔、裂紋、縮孔、偏析、夾雜等冶金缺陷。 從鍛件試驗(yàn)件不同位置上切取試樣測(cè)定晶粒度， 平均晶粒度應(yīng)為7級(jí)或更細(xì)。

2 鍛件的成形工藝方案分析

 1 鍛件原材料

       鍛件原材料采用真空感應(yīng)+真空自耗方法熔煉，爐號(hào)為W68849，原材料的化學(xué)成分。 原材料低倍組織檢査無(wú)目視冶金缺陷,原材料棒材中心晶粒度為3級(jí)，1/2R處晶粒度為3級(jí)，圓 周處晶粒度為7級(jí)。

 2 鍛造工藝

       由于拉桿鍛件尺寸較大,必須選用合適的鍛造工藝參數(shù)才能生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的鍛件。一般情況下,合金的鍛造溫度越高，晶粒尺寸越大， 反之，晶粒尺寸越小。當(dāng)鍛造加熱溫度一定時(shí)，變形量越大則晶粒尺寸越小，反之晶粒越大。因此， 鍛造溫度和變形量的合理控制是獲得GH4169合金細(xì)晶強(qiáng)化合金材料的關(guān)鍵工藝。GH4169合金鍛造加熱溫度為1 000?1 050T時(shí)，鍛件晶粒度可控制在技術(shù)條件要求的范圍內(nèi)。合金的鍛造火次與變形量的分配對(duì)合金晶粒度影響較大,材料一火次變形量對(duì)合金晶粒度影響較大。一般不宜采用較小變形量，因?yàn)檫^(guò)小變形量會(huì)導(dǎo)致鍛件 局部晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象，二火次鍛造后可以獲得較細(xì)的組織m。本次試制采用我公司10.5MN快鍛機(jī)鍛造,鍛造加熱溫度為1 020 ± 10℃, 二火次鍛 造。具體方法是:從150 mm x 1 000 mm拔長(zhǎng)至 100 mm x 100 mm x 1 770 mm,以較大的火次變0形量獲得較細(xì)的均勻組織，然后鍛件四角倒棱回 爐1020℃保溫50 min,出爐鍛造拔長(zhǎng)至95 mm x2 500 mm，總體變形量為60%，可以獲得滿足技術(shù)要求的組織。

3 拉桿鍛件的熱處理工藝

       GH4169合金的主要強(qiáng)化相為Y〃和Y〃相，且其數(shù)量、分布與采用的熱處理制度密切相關(guān)，并對(duì)合金的力學(xué)及持久蠕變性能具有非常重要的影響。我公司采用的熱處理工藝路線。其中，固溶處理主要控制析出相的溶解，時(shí)效處理第1階段（720℃)主要控制Y'相的成核點(diǎn)數(shù)量，第2階段(620℃)主要控制Y"相的長(zhǎng)大速度,許多資料認(rèn)為采用此種熱處理制度能獲得良好的綜合力學(xué)性能。

        通過(guò)對(duì)GH4169拉桿鍛件的成形工藝進(jìn)行分 析,確定了生產(chǎn)工藝并進(jìn)行了試制。鍛件的理化檢測(cè)結(jié)果表明,所制定的成形工藝方案是可行的， GH4169拉桿完全可以國(guó)產(chǎn)，并滿足某型燃機(jī)的相關(guān)要求。我公司在國(guó)產(chǎn)化試制過(guò)程中，總結(jié)了一套專門的工藝制造路線,能夠生產(chǎn)出滿足力學(xué) 性能和金相組織要求的鍛件。