等温锻压新型式金材组件和功效
发布日期：2016-8-29 信息来源：www.xzdy.net
锻压设备：等温锻压新型式金材组件和功效试验用材料试验用材料是采用经真空感应+真空自耗的冶炼工艺制备φ240mm的gh710合金锭坯，经自由锻单向拔长为φ210mm的锻棒，原材料化学成分见。原材料低倍组织致密，无其它肉眼可见的冶金缺陷，但晶粒组织较为粗大，部分大晶粒内部存在残留枝晶，显微组织。由于gh710合金合金化程度高，铸锭中易产生元素偏析，铸态组织枝晶严重，枝晶间富含大量初生γ′及mc相，使得铸锭热变形性能较差，开坯时极易产生锻造裂纹。棒材低倍组织粗大及残留枝晶的存在，主要是原因锻造开坯变形量不够。
试验方法合金等温锻造实验在6300kn液压机上进行，模具材料采用铸造高温合金，坯料加热温度1100℃。等温锻造涡轮盘锻件空冷后进行标准热处理：1170℃×4h，空冷+1080℃×4h，空冷+845℃×24h，空冷+760℃×16h，空冷。按照常规程序制备金相试样，侵蚀剂为50ml氢氟酸+20ml盐酸+10ml过氧化氢。
锻造工艺对合金组织性能影响为有效消除gh710合金棒材中的粗大低倍组织及残留枝晶，同时使合金具有良好的成形性，采用等温锻造工艺进行了合金变形实验，坯料加热温度均为1100℃，变形量分别为50%和70%.
gh710合金在进行等温锻造变形时，具有良好的塑性，一次变形量达到50%和70%时，饼坯外观完整性好，没有出现锻造裂纹。合金经等温锻造变形后，微观组织得到明显改善，棒材中的粗大真空晶粒组织得到有效破碎，合金实现了完全再结晶。饼坯各部位变形均匀，没有变形死区。其显微组织。
等温锻造饼坯经标准四段热处理后，切取试样，对其室温拉伸、980℃光滑持久性能、815℃缺口持久性能进行了测试。具有低倍粗晶的gh710合金经等温锻造变形后，饼坯锻件具有良好的室温强度和高温持久性能，并且锻件各部位性能都非常均匀，性能结果分散性很小。
等温锻造gh710合金组织均匀，低倍组织和显微组织检测分析都未发现大于1mm的粗大晶粒；815℃缺口持久寿命达到114h也未拉断，远远高出标准的≥30h的技术要求；980℃光滑持久寿命达到80h之上，也远远高出标准的≥30h的技术要求。
等温锻造涡轮盘组织为验证等温锻造工艺制造gh710合金涡轮盘的合理性，对盘件等温模锻成形工艺进行了研究，将等温锻造工艺成功应用到gh710合金涡轮盘模锻件的研制。试制出外观质量良好的gh710合金φ240mm涡轮盘等温锻造模锻件，并对锻件组织性能进行了测试分析。
gh710合金等温锻造涡轮盘锻件，晶粒细小，锻件各部位组织均匀，锻造流线沿锻件轮廓连续分布，没有变形死区，锻件低倍组织如所示。涡轮盘锻件轮毂、轮辐和轮缘各部位的晶粒度均匀细小，在晶界上有γ′相析出，锻件各部位显微组织如所示。
等温锻造涡轮盘力学性能将gh710合金等温锻造涡轮盘锻件进行四段标准热处理后，按照文献<5>要求切取试样测试其力学性能，等温锻造涡轮盘锻件力学性能结果完全满足了文献<6>的技术要求。其室温拉伸性能σb达到1200mpa，比标准要求的890mpa高出300mpa以上；815℃缺口持久寿命达到64150h试样尚未拉断；而980℃光滑持久性能是在寿命超出技术标准要求的≥30h后，根据实验现场情况，加大试验应力将试样强制拉断。参见。
结论（1）等温锻造工艺可有效改善gh710合金变形性能，细化晶粒组织，提高力学性能。（2）利用等温锻造工艺可获得外观完整、晶粒细小、组织性能均匀的涡轮盘等温模锻件。（3）等温锻造工艺是制备gh710合金细晶涡轮盘的理想成形工艺。
