GH2136鎳基高溫合金鍛造比的確定
高溫合金是能夠在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料，因其具有較高的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化及抗腐蝕性能。被廣泛的應(yīng)用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力機(jī)械的熱端部件。
GH2136屬于鐵基高溫合金，對(duì)于目前使用的鐵基高溫合金含鎳量25％～60％，也稱為鐵一鎳基合金，以Ti-Al元素進(jìn)行沉淀強(qiáng)化，為單一的奧氏體基體組織，具有良好的組織穩(wěn)定性和可靠的使用性。尤其鍛造鐵一鎳基合金具有最佳的拉伸和疲勞性能，在許多高溫狀態(tài)下使用的環(huán)類件均采用這種材質(zhì)。鍛造過(guò)程對(duì)高溫合金的力學(xué)性能有著重要的影響，鍛造后的組織狀態(tài)是很難用熱處理方法改變的，所以鍛造過(guò)程中鍛造比就是一項(xiàng)不容忽視的指標(biāo)。
１鍛造比對(duì)高溫合金的影響
鍛造比是鍛件在鍛造時(shí)變形程度的一種表示方法，鍛造比的大小反映了鍛造對(duì)鍛件組織和力學(xué)性能的影響程度。
高溫合金由于合金化程度高，沒(méi)有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，合金的晶粒度、組織的均勻度主要靠鍛造變形的控制，因此，在變形溫度確定之后，鍛造比的選擇就非常重要了。鍛造比過(guò)小，在鑄造時(shí)產(chǎn)生的枝晶偏析很難被打碎，會(huì)產(chǎn)生帶狀粗晶和局部粗晶，以及組織不均勻的現(xiàn)象。而這種現(xiàn)象帶有一定的遺傳性和頑固性，在接下來(lái)的熱處理過(guò)程中是很難改變的；鍛造比過(guò)大，一方面會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，另一方面高溫合金的熱敏性高、塑性低、變形抗力大，會(huì)引起鍛件的裂紋，導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。所以，在一定的鍛造溫度下．鍛造比的大小要使變形量大于臨界變形程度并且小于第二個(gè)晶粒長(zhǎng)大區(qū)相應(yīng)的變形程度，每一次的變形應(yīng)深透和均勻，避免不均勻變形。
2試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)用料選擇材質(zhì)為GH2136的高溫合金，下料規(guī)格為Φ150mmｘ100mm的毛坯10件，分別按鍛造時(shí)鍛造比為2、4、6、8及9編制鍛造工藝，鍛造成截面為105mm×105mm、75mmｘ75mm、60mmｘ60mm、50mmｘ50mm及40mmｘ40mm（繼續(xù)增加一個(gè)火次的鍛造，即鍛造比為9時(shí)）的條形鍛件。
高溫合金的鍛造加熱分為預(yù)熱和加熱兩個(gè)階段，工藝曲線如圖1所示。
終鍛溫度900℃，鍛造后堆放空冷。
另需要注意的是。為避免鍛造時(shí)產(chǎn)生裂紋和晶粒的不均勻，所用工具工裝及鍛造設(shè)備的上、下錘砧均需預(yù)熱至250℃以上。并且鍛造時(shí)如發(fā)現(xiàn)裂紋及時(shí)停止鍛造．將裂紋打磨掉再繼續(xù)鍛造。最后一個(gè)火次的變形量需大于15％。
鍛造結(jié)束后按要求進(jìn)行固溶、時(shí)效處理，其工藝為：（990±10）℃，保溫1h，油冷；（710±10）℃，保溫16h，空冷。
鍛件熱加工完成后，按鍛造比從小到大的順序，編號(hào)為A～E，進(jìn)行了晶粒度和力學(xué)性能檢測(cè)。按照GB/T14999.5進(jìn)行晶粒度檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
由以上試驗(yàn)及結(jié)果可以看出：試塊A的鍛造比較小，伸長(zhǎng)率和斷面收縮率稍低，也就是韌性稍低；試塊Ｅ鍛造比較大．鍛造時(shí)火次多，發(fā)生了過(guò)熱現(xiàn)象，雖沒(méi)有裂紋的產(chǎn)生，但發(fā)生了粗晶現(xiàn)象，沖擊值明顯降低，也不宜采用，所以，鍛造過(guò)程中的最佳鍛造比為4-6，形狀復(fù)雜或有較高要求的鍛件，鍛造比可達(dá)8。
3結(jié)語(yǔ)
從鍛造的試驗(yàn)過(guò)程可以看出：GH2136的鍛造從加熱、組織的轉(zhuǎn)變到鍛造比的確定與結(jié)構(gòu)鋼有著非常大的區(qū)別．需嚴(yán)格執(zhí)行鍛造工藝過(guò)程的各項(xiàng)規(guī)定，并且最好的鍛造比為4-6之間，而不是結(jié)構(gòu)鋼的大于1.5的數(shù)值。
按照以上的試驗(yàn)過(guò)程,成功地鍛造了超臨界汽輪機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組所用的密封環(huán)，在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了較為理想的效果。
