GH4169拉杆锻件成形工艺分析

2021-04-11 17:00:03 山西中信重工 0

       GH4169合金是一种广泛用于航空发动机零件的时效硬化型合金,该合金的成分与美国In-COne1718相近,在-253 ~70(T1C的温度范围内具 有良好的综合性能,在高温氧化和燃气腐蚀条件下,能够承受复杂应力,并长期可靠的工作。该合金的另一特点是合金组织和性能对热加工工艺非常敏感,若加工过程控制不当会产生粗晶、混晶等现象,影响合金产品的疲劳性能、持久性能、缺口敏感性和冲击韧度。掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互系,可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程。

1 锻件主要技术指标要求

       试制锻件的原材料为美国CARPENTER公司 提供的轧制棒材,尺寸规格为0150 mm,锻件直径为095 mm。组织要求。低倍组织不应有目视可见的疏松、针孔、裂纹、缩孔、偏析、夹杂等冶金缺陷。 从锻件试验件不同位置上切取试样测定晶粒度, 平均晶粒度应为7级或更细。

锻件

2 锻件的成形工艺方案分析

 1 锻件原材料

       锻件原材料采用真空感应+真空自耗方法熔炼,炉号为W68849,原材料的化学成分。 原材料低倍组织检査无目视冶金缺陷,原材料棒材中心晶粒度为3级,1/2R处晶粒度为3级,圆 周处晶粒度为7级。

 2 锻造工艺

       由于拉杆锻件尺寸较大,必须选用合适的锻造工艺参数才能生产出符合技术要求的锻件。一般情况下,合金的锻造温度越高,晶粒尺寸越大, 反之,晶粒尺寸越小。当锻造加热温度一定时,变形量越大则晶粒尺寸越小,反之晶粒越大。因此, 锻造温度和变形量的合理控制是获得GH4169合金细晶强化合金材料的关键工艺。GH4169合金锻造加热温度为1 000〜1 050T时,锻件晶粒度可控制在技术条件要求的范围内。合金的锻造火次与变形量的分配对合金晶粒度影响较大,材料一火次变形量对合金晶粒度影响较大。一般不宜采用较小变形量,因为过小变形量会导致锻件 局部晶粒长大现象,二火次锻造后可以获得较细的组织m。本次试制采用我公司10.5MN快锻机锻造,锻造加热温度为1 020 ± 10℃, 二火次锻 造。具体方法是:从150 mm x 1 000 mm拔长至 100 mm x 100 mm x 1 770 mm,以较大的火次变0形量获得较细的均匀组织,然后锻件四角倒棱回 炉1020℃保温50 min,出炉锻造拔长至95 mm x2 500 mm,总体变形量为60%,可以获得满足技术要求的组织。

锻件

3 拉杆锻件的热处理工艺

       GH4169合金的主要强化相为Y〃和Y〃相,且其数量、分布与采用的热处理制度密切相关,并对合金的力学及持久蠕变性能具有非常重要的影响。我公司采用的热处理工艺路线。其中,固溶处理主要控制析出相的溶解,时效处理第1阶段(720℃)主要控制Y'相的成核点数量,第2阶段(620℃)主要控制Y"相的长大速度,许多资料认为采用此种热处理制度能获得良好的综合力学性能。

        通过对GH4169拉杆锻件的成形工艺进行分 析,确定了生产工艺并进行了试制。锻件的理化检测结果表明,所制定的成形工艺方案是可行的, GH4169拉杆完全可以国产,并满足某型燃机的相关要求。我公司在国产化试制过程中,总结了一套专门的工艺制造路线,能够生产出满足力学 性能和金相组织要求的锻件。