GH4049合金热轧棒材工艺 GH4049成分力学性能

GH4049合金是一种复杂合金化的 Ni-Cr-C基难变形高温合金。主要用于制造航空发动机的涡轮叶片,是重要的涡轮工作叶片用材之一。国内多采用小铸锭直接进行轧制成材的工艺。铸锭直接轧制成材工艺缺点是轧制火次多，一般为15~16火，变形量很小，仅有8% ~ 10%，棒材表面裂纹很多，成品棒材磨削量大。该合金（见表1)中含有w(Al)=3.7%~4.4%、w(Ti)= 1.4% ~ 1.9% 、w( Al + Ti)高达6%，同时含有固溶强化元素W、Mo以及晶界强化元素C、Bt和净化晶界元素Ce。

来用直接轧制工艺和恒温韧性轧制工艺生产的产品，性能均能满足技术条件的要求（表2)

成品高倍组织比较

GH4049合金热轧棒材的技术条件中未对高倍组织做出明确规定，通过金相观察发现，采用直接轧制工艺生产的棒材晶粒度为0~5级（图1a)，晶粒度很不均匀;而采用恒温韧性轧制工艺生产的棒材晶粒度一般为1 ~4级，比较均匀(图15)。

GH4049合金的合金化程度很高，合金变形抗力很大，热加工塑性差，热加工温度范围窄（见图3)。图3显示，合金的强度随着温度下降而增大，塑性则下降。在1120℃时，合金的抗拉强度a,为100MPa、8为80%，变形抗力降低,具有较高的热加工塑性、但当温度低于1120℃时，拉伸强度o,快速增加而塑性大幅下降。GH4049合金铸锭加热温度规定为（ 1180土10)℃，终轧温度为≥1050℃。一般情况下，铸锭从出炉到开轧，温度下降约40 ~ 50℃，这时铸锭表面温度大约是1130 ~ 1150℃;另一方面铸锭在轧制过程中，轧件表面直接与大气接触,温度下降非常快，变形抗力随温度下降而不断增加，变形塑性下降很快，增加轧制的难度。为保证轧制温度,轧件不得不回炉再加热,进行多火次小变形量的轧制，一般火次为15~16火，每火变形量只能控制在8% ~10%。这种生产工艺比较落后，生产效率很低,显然无法进行批量生产。

铸锭采用恒温韧性轧制工艺，对铸锭和中间坯料采取一定措施,避免了直接轧制的不利条件,这种方法进行轧制的优点如下所述（表3)。

(1)合金铸锭采用恒温轧制开坯的工艺，是解决高强难变形CH4049合金热轧棒材生产的创新工艺,实践表明是一种有效解决CH4049合金热轧棒材批量生产，能够显著提高生产效率，取得显著经济效益的创新技术;

(2)合金电渣锭采用均匀化处理工艺能改变铸锭中碳化物的状态，改善合金的热加工塑性;

(3)合金采用恒温韧性轮制工艺,能在最佳变形温度区间进行热加工，减少了轧制火次，改善了成品棒材的内部和表面质量。