本發(fā)明屬于耐熱合金制造領(lǐng)域，具體涉及一種防止鎳鉻基高碳高鎢合金棒材內(nèi)裂的鍛造方法，采用真空感應(yīng)爐+電渣或真空電弧爐重熔的鋼錠+3150t快鍛機(jī)+1800t徑鍛機(jī)成材，防止內(nèi)裂。

背景技術(shù)：

1、合金牌號為gh3230，國外牌號為haynes?230，它是一種鎳-鉻基碳化物強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化變形高溫合金，同時(shí)含有少量鑭元素，可以在高達(dá)1149℃的溫度下長時(shí)間抗氧化，在900℃的工作溫度范圍內(nèi)，耐高溫氧化性對部件壽命至關(guān)重要。gh3230還具有抗晶粒粗化的特性，使其能夠在高溫使用的長時(shí)間內(nèi)保持其強(qiáng)度特性?；诤辖鹕鲜鲂阅芴攸c(diǎn)，成為目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室用關(guān)鍵材料。gh3230合金含碳0.09％～0.12％，鉻21.0％～23.0％，鎢13.5％～14.5％，鉬1.5％～2.5％，一次碳化物形成元素含量高，合金碳化物含量高，合金重熔后鋼錠塑性差，鍛造生產(chǎn)時(shí)若控制不當(dāng)，極易出現(xiàn)鋼錠劈頭及探傷內(nèi)裂問題，嚴(yán)重影響棒材質(zhì)量水平和合同交付率。目前國內(nèi)外尚無此合金相關(guān)鍛造方法的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明公開一種防止鎳鉻基高碳高鎢合金鍛造棒材內(nèi)裂的鍛造方法，采用以下工藝路線：鋼錠加熱→3150t快鍛機(jī)開坯→1800t徑鍛機(jī)成材→車光→理化及探傷檢驗(yàn)→入庫。

2、具體技術(shù)方案：

3、1.鋼錠加熱：

4、鋼錠成分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，鋼錠規(guī)格ф508mm；鋼錠表面無裂紋、夾渣等缺陷；鋼錠裝入加熱爐中，加熱速度不大于80℃/h，加熱至1160℃～1200℃，保溫及再燒時(shí)間控制在2h～3h。

5、2.快鍛機(jī)開坯：

6、第一步，3150t快鍛機(jī)采用fm鍛造法(快鍛機(jī)上錘頭采用正常平錘頭，下錘頭采用大平臺的鍛造方法)進(jìn)行鐓粗與圓歸方，壓下量控制在不大于40mm，步長給進(jìn)量控制在200mm～260mm；鋼錠出爐后頭尾用石棉包裹，鋼錠由圓歸方后回爐加熱，終鍛溫度不低于950℃。

7、第二步，鍛打方鉗把，方坯回爐保溫后，出爐方坯頭部包裹石棉，3150t快鍛機(jī)采用單錘40mm～60mm壓下量，將相當(dāng)于鋼錠頭部的方坯區(qū)域鍛造至200mm～240mm方，長度400mm～500mm，作為鉗把，鍛造鉗把期間不倒角，方鉗把生產(chǎn)后回爐加熱。

8、第三步，方鉗把鍛造完成后，方坯本體生產(chǎn)采用大壓下量和大步長鍛造生產(chǎn)，石棉堵頭；保溫后的方坯，出爐尾部包裹石棉，步長采用240mm～280mm，單錘壓下量控制在60mm～80mm方-方鍛造生產(chǎn)，其中鍛打坯料角部時(shí)，壓下量控制在30mm～40mm，步長控制在200mm～240mm；單火次變形量控制在30％～50％，根據(jù)開坯或成材規(guī)格，生產(chǎn)火次控制在1火次～3火次。

9、第四步，快鍛末火方歸圓時(shí)(八角或十六角)采用小壓下量和小步長生產(chǎn)，30mm～40mm壓下量方歸八角坯，終鍛溫度不低于950℃；八角坯長度控制在1.6m～3.5m，頭部切除方鉗把，尾部切除錠重的5％～8％后，坯料過徑鍛機(jī)加熱爐。

10、3.徑鍛機(jī)鍛制成材：

11、徑鍛機(jī)加熱溫度1160℃～1200℃，總變形量控制在25％～45％之間，中間有1次變形量不小于20％的重壓，給進(jìn)速度控制在2.0m/min～3.5m/min，終鍛溫度控制在950℃以上。

12、本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)說明

13、1.加熱溫度控制

14、合金在1160℃～1200℃加熱，既可以保證合金鍛造時(shí)具有良好的塑性，又可以避免溫度過高導(dǎo)致過熱風(fēng)險(xiǎn)、溫度過低導(dǎo)致合金塑性變差，產(chǎn)生裂紋。

15、2.圓歸方采用fm鍛造法

16、fm鍛造法是快鍛上錘頭采用平錘頭，下錘頭采用大平臺生產(chǎn)的鍛造方法，在圓歸方拔長生產(chǎn)時(shí)，鋼錠心部為壓應(yīng)力，在拔長時(shí)可以有效避免鋼錠心部或端頭由于受拉應(yīng)力而產(chǎn)生內(nèi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。

17、3.在鋼錠圓歸方后鍛打方鉗把

18、鋼錠圓歸方后，鍛打方鉗把，鍛造鉗把時(shí)，為方到方生產(chǎn)，中間無歸圓現(xiàn)象，鍛造鉗把時(shí)中心部位為壓應(yīng)力，可以有效避免鉗把心部內(nèi)裂，進(jìn)而避免裂紋延伸至坯料內(nèi)部，產(chǎn)生內(nèi)裂問題。

19、4.出爐后坯料端頭包裹保溫棉

20、為保證合金坯料端頭的熱塑性，避免由于坯料端頭溫度低，塑性差產(chǎn)生裂紋以及避免裂紋向棒坯內(nèi)部延伸的風(fēng)險(xiǎn)。

21、5.終鍛溫度控制在不低于950℃

22、快鍛機(jī)和徑鍛機(jī)終鍛溫度控制在不低于950℃，既能充分保證單火次變相量在合理范圍內(nèi)，又能保證合金坯料熱塑性良好。

23、6.步長和變形量控制

24、方坯鍛打時(shí)，采用大壓下量、大步長生產(chǎn)，可以有效破碎鑄態(tài)組織，有利于棒料探傷質(zhì)量水平的提高；角部鍛打以及方歸圓時(shí)，采用小壓下量，小步長生產(chǎn)，可以有效降低坯料心部拉應(yīng)力，減少內(nèi)裂風(fēng)險(xiǎn)。

25、本發(fā)明的有益效果：通過控制快鍛機(jī)合理的加熱溫度、終鍛溫度，采取fm鍛造法圓歸方、方鉗把拔長、棒材頭尾石棉堵頭技術(shù)手段，控制合理的給進(jìn)步長及壓下量，徑鍛機(jī)控制合理的加熱溫度、終鍛溫度及道次壓下量等工藝措施，最終成功解決了此合金鍛造棒材劈頭內(nèi)裂問題，同時(shí)ф150m～250mm規(guī)格棒材探傷水平達(dá)到gb/t4162標(biāo)準(zhǔn)a級水平。

技術(shù)特征：

1.一種防止鎳鉻基高碳高鎢合金棒材內(nèi)裂的鍛造方法，其特征在于，采用以下工藝：鋼錠加熱→3150t快鍛機(jī)開坯→1800t徑鍛機(jī)成材→車光→理化及探傷檢驗(yàn)→入庫；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種防止鎳鉻基高碳高鎢合金棒材內(nèi)裂的鍛造方法，采用以下工藝：鋼錠加熱→3150t快鍛機(jī)開坯→1800t徑鍛機(jī)成材→車光→理化及探傷檢驗(yàn)→入庫。本工藝控制快鍛機(jī)合理的加熱溫度、終鍛溫度，采取FM鍛造法圓歸方、方鉗把拔長、棒材頭尾石棉堵頭技術(shù)手段，控制合理的給進(jìn)步長及壓下量，控制徑鍛機(jī)合理的加熱溫度、終鍛溫度及道次壓下量等措施。本發(fā)明的有益效果：成功解決了此合金鍛造棒材劈頭內(nèi)裂問題，同時(shí)Ф150m～250mm規(guī)格棒材探傷水平達(dá)到GB/T4162標(biāo)準(zhǔn)A級水平。

技術(shù)研發(fā)人員：李飛揚(yáng),張鵬,楊玉軍,李鳳艷,王艾竹,郭京,趙越,張朝綱,李峻鵬,于浩博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：撫順特殊鋼股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28