鍛造溫度和變形量對GH4698合金鍛件高溫蠕變性能的影響

GH4698合金是以鋁、鈦、鉬、鈮等元素強化的鎳基高溫合金，在500～800℃具有高的持久強度和良好的綜合性能，廣泛用于制造航空發(fā)動機渦輪盤、導流盤、壓氣機盤等工作條件非常惡劣的高溫轉(zhuǎn)動部件。近年來我國也有很多燃機和飛機發(fā)動機的高溫轉(zhuǎn)動盤件選用GH4698合金為原材料。高溫蠕變試驗是為了求取鍛件的蠕變極限或在給定溫度、拉伸應力和一定時間條件下的殘余變形量，表征鍛件在模擬發(fā)動機工作狀態(tài)下抵抗塑性變形的能力。本文分析了不同鍛造加熱溫度、不同變形量下GH4698合金鍛件組織和高溫蠕變殘余變形量變化情況，探索了加熱溫度和變形量對GH4698合金大型盤鍛件組織和高溫蠕變性能的影響規(guī)律。

試驗材料為GH4698合金，規(guī)格為Φ250mm，冶煉方法為真空感應加真空自耗冶煉，化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）為：C0.06，Cr14.6，Al1.56，Ti2.61，Mo3.09，Nb2.16，F(xiàn)e0.089，Si0.15，Zr0.037，余量Ni。試驗料在電爐進行加熱，高溫區(qū)加熱溫度為1110、1130、1150℃，保溫時間為130min，在3t自由鍛錘上進行鐓粗變形，變形量分別為15%、30%、50%，鍛后緩冷。試件鍛造后進行熱處理，采用GH4698合金標準熱處理，即一次固溶1120℃×8h，AC；二次固溶1000℃×4h，AC；時效775℃×16h，AC。在經(jīng)過加熱變形及標準熱處理的試料上切取蠕變試樣進行高溫蠕變試驗，并將經(jīng)過試驗的試棒端面拋光、腐蝕進行顯微晶粒度觀察。研究結果表明：

（1）GH4698合金鍛件組織均勻，晶粒相對較大時，高溫蠕變性能較好。

（2）鍛造變形量不足時，GH4698合金鍛件的晶粒大小不均勻，高溫蠕變、超聲波檢測結果不好。生產(chǎn)過程中應控制鍛件各部位的變形量不能低于材料的最小變形量。

（3）雖然提高GH4698合金的鍛造加熱溫度，會得到晶粒尺寸較大的組織，高溫蠕變殘余變形量較小，但是，加熱溫度過高、組織粗大會引起鍛件超聲波檢測達不到要求。