主要用于制造第四代(dai)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)渦輪中(zhong)層(ceng)機(ji)(ji)匣、承力環(huan)和(he)蜂窩支撐(cheng)環(huan)等間(jian)隙(xi)控(kong)制零件(jian)(jian),以減(jian)少漏氣損失、提(ti)高(gao)(gao)效率、降(jiang)(jiang)低(di)耗(hao)油率。GH2909是(shi)在GH2907合(he)金基(ji)(ji)礎上提(ti)高(gao)(gao)了Si含(han)量,調整(zheng)了熱(re)(re)處(chu)理(li)工藝而發展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)(de)。GH2909是(shi)Fe-Ni-Co基(ji)(ji)時效硬(ying)化新型低(di)膨脹(zhang)(zhang)高(gao)(gao)溫合(he)金,在650℃以下具有高(gao)(gao)的(de)(de)強度和(he)塑(su)性、低(di)的(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)(zhang)系數(shu)、幾(ji)乎恒定(ding)的(de)(de)彈性模量以及良好(hao)的(de)(de)抗(kang)氧化和(he)冷熱(re)(re)疲勞(lao)等綜合(he)力學性能(neng),可(ke)減(jian)少轉動(dong)(dong)(dong)部(bu)件(jian)(jian)與靜止(zhi)部(bu)件(jian)(jian)之間(jian)的(de)(de)間(jian)隙(xi),實現間(jian)隙(xi)控(kong)制,節(jie)約能(neng)源,降(jiang)(jiang)低(di)消耗(hao),提(ti)高(gao)(gao)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)推(tui)力,是(shi)航(hang)空和(he)航(hang)天發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)用的(de)(de)理(li)想(xiang)高(gao)(gao)溫合(he)金材料,因而在飛機(ji)(ji)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)中(zhong)得到了廣泛應用。
多年來由于鍛造設(she)(she)備條件(jian)的限制:僅有2000噸(dun)(dun)快鍛壓機,因而(er)大(da)(da)規(gui)格高(gao)溫(wen)合(he)金鍛棒(bang)生產是某(mou)公司高(gao)溫(wen)合(he)金發展的短板。GH2909合(he)金大(da)(da)規(gui)格棒(bang)材的主要問題是:(1)組織粗大(da)(da)、不均勻,進而(er)導致(zhi)超聲波探傷雜波高(gao),甚(shen)至底波衰減嚴重;(2)性(xing)能檢測數據波動大(da)(da)。隨著鍛造設(she)(she)備條件(jian)的改善:4500噸(dun)(dun)快鍛壓機和1800噸(dun)(dun)精鍛機的投產,并為改善和提高(gao)GH2909合(he)金大(da)(da)規(gui)格鍛材質量,開展了(le)鍛造工藝(yi)對(dui)GH2909合(he)金大(da)(da)規(gui)格棒(bang)材組織與(yu)性(xing)能的影(ying)響研究(jiu)。
GH2909合(he)金冶煉工藝路線為真空(kong)感應+真空(kong)電弧重熔,將Φ440mm電極真空(kong)電弧重熔成Φ508mm鋼錠(ding),鋼錠(ding)經均勻化(hua)熱處(chu)理后,鍛造(zao)生產大規格高溫合(he)金鍛材。
開坯鍛(duan)造(zao)采(cai)用(yong)(yong)逐級降溫大變形鍛(duan)造(zao)工藝(yi),每火(huo)次變形量均在(zai)30%以上;末(mo)火(huo)鍛(duan)造(zao)加熱溫度(du):1000℃;大部(bu)分變形溫度(du):≤955℃,終(zhong)鍛(duan)溫度(du):≥870℃;并分別(bie)采(cai)用(yong)(yong)三種鍛(duan)造(zao)方(fang)法(fa):(1)2000噸(dun)快(kuai)鍛(duan)壓(ya)機(ji)(ji)整支鋼錠直(zhi)接拔長(chang)+中切分段+分別(bie)一火(huo)鍛(duan)造(zao)成材;(2)整支鋼錠4500噸(dun)快(kuai)鍛(duan)壓(ya)機(ji)(ji)兩(liang)(liang)鐓兩(liang)(liang)拔+中切分段+分別(bie)一火(huo)1800噸(dun)精(jing)鍛(duan)機(ji)(ji)成材;(3)4500噸(dun)快(kuai)鍛(duan)壓(ya)機(ji)(ji)整支拔長(chang)+兩(liang)(liang)端打鉗口(kou)+中切分段+采(cai)用(yong)(yong)漏盤分別(bie)兩(liang)(liang)鐓兩(liang)(liang)拔+1800噸(dun)一火(huo)精(jing)鍛(duan)機(ji)(ji)成材;然后,在(zai)棒材上分別(bie)取(qu)中心、1/2R和邊緣組(zu)織(zhi)和橫向(xiang)性能試樣,采(cai)用(yong)(yong)光學顯微(wei)鏡觀察(cha)顯微(wei)組(zu)織(zhi)和檢測力學性能,成品車光后超聲波探傷檢測。試驗結果表明:
(1)2000噸快鍛壓機設備噸位局限明顯。
(2)方法2鍛后棒材橫截面上中心、1/2R存在少量混晶組織,邊緣晶粒達到8級,組織均勻細小。
(3)方法3鍛后棒(bang)材橫截面上中心(xin)、1/2R、邊緣組織均(jun)勻(yun),各部位晶粒(li)較為一(yi)致,晶粒(li)度(du)在6級左(zuo)右。方法3比方法1室(shi)(shi)溫拉(la)(la)伸屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)和抗拉(la)(la)強(qiang)度(du)均(jun)增加(jia)70MPa以(yi)上,室(shi)(shi)溫拉(la)(la)伸塑(su)性也增加(jia)明顯,達3%以(yi)上;高(gao)溫拉(la)(la)伸屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)和抗拉(la)(la)強(qiang)度(du)均(jun)增加(jia)20MPa以(yi)上,高(gao)溫拉(la)(la)伸塑(su)性有所降低;持久壽命降低,持久塑(su)性相(xiang)當(dang)。方法3與方法2各項性能檢測結果相(xiang)當(dang)。
因此,方法3,即采用(yong)4500噸(dun)壓機整(zheng)支拔(ba)(ba)長+兩(liang)端(duan)打鉗口+中切(qie)分段+采用(yong)漏盤分別兩(liang)鐓(dui)兩(liang)拔(ba)(ba)+1800噸(dun)一火精(jing)鍛機成材(cai),可使GH2909合金大規格棒材(cai)組織(zhi)均勻細小,獲得滿足(zu)標準指(zhi)標要求(qiu)的良好的綜合性能。
