锻造温度和变形量对GH4698合金锻件高温蠕变性能的影响

GH4698合金是以铝、钛、钼、铌等元素强化的镍基高温合金，在500～800℃具有高的持久强度和良好的综合性能，广泛用于制造航空发动机涡轮盘、导流盘、压气机盘等工作条件非常恶劣的高温转动部件。近年来我国也有很多燃机和飞机发动机的高温转动盘件选用GH4698合金为原材料。高温蠕变试验是为了求取锻件的蠕变极限或在给定温度、拉伸应力和一定时间条件下的残余变形量，表征锻件在模拟发动机工作状态下抵抗塑性变形的能力。本文分析了不同锻造加热温度、不同变形量下GH4698合金锻件组织和高温蠕变残余变形量变化情况，探索了加热温度和变形量对GH4698合金大型盘锻件组织和高温蠕变性能的影响规律。

试验材料为GH4698合金，规格为Φ250mm，冶炼方法为真空感应加真空自耗冶炼，化学成分（质量分数，%）为：C0.06，Cr14.6，Al1.56，Ti2.61，Mo3.09，Nb2.16，Fe0.089，Si0.15，Zr0.037，余量Ni。试验料在电炉进行加热，高温区加热温度为1110、1130、1150℃，保温时间为130min，在3t自由锻锤上进行镦粗变形，变形量分别为15%、30%、50%，锻后缓冷。试件锻造后进行热处理，采用GH4698合金标准热处理，即一次固溶1120℃×8h，AC；二次固溶1000℃×4h，AC；时效775℃×16h，AC。在经过加热变形及标准热处理的试料上切取蠕变试样进行高温蠕变试验，并将经过试验的试棒端面抛光、腐蚀进行显微晶粒度观察。研究结果表明：

（1）GH4698合金锻件组织均匀，晶粒相对较大时，高温蠕变性能较好。

（2）锻造变形量不足时，GH4698合金锻件的晶粒大小不均匀，高温蠕变、超声波检测结果不好。生产过程中应控制锻件各部位的变形量不能低于材料的最小变形量。

（3）虽然提高GH4698合金的锻造加热温度，会得到晶粒尺寸较大的组织，高温蠕变残余变形量较小，但是，加热温度过高、组织粗大会引起锻件超声波检测达不到要求。