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GH4098材料是以W、Mo進行固溶強化,以Al、Ti進行時效強化的典型固溶強化加時效強化型難變形高溫合金。板材試制過程中具有幾個難點:(1)強度高,合金中強化元素w、Mo .Al 、五i總和達到了14% ,變形困難,熱軋變形溫度區間窄。(2)材質強度高,冷軋變形困難,無法按原工藝變形率軋制。(3)晶粒長大規律不明確,成品熱處理溫度難確定。
合金的化學成分
用料
鍛坯63mm ×310mm ×600mm ,經多次熱軋﹑冷軋﹑熱處理﹑酸洗后軋至0.7mm冷軋成品。
在熱軋的試制情況
熱軋加熱溫度﹑變形量及軋制厚度如表2。在熱軋三混試制中第一火次出現嚴重裂邊現象,經修磨后,在第二火次軋制時溫度提高到1200 ℃ +10℃,仍出現裂邊,又經修磨后軋制,直至熱軋完畢,都未出現裂邊現象。
退火后冷軋試制情況
按原工藝:半成品經1120℃~1140℃、8.5mi熱處理后,冷軋至0 . 7mm成品,工藝要求每個軋稽的變形量見表3。
實際生產中 ,第一次冷軋軋程從2.5mm軋到1.9mm ,變形率24%時即不變形,且道次變形量在0.olnm~0.05mm之間,板面粘輪嚴重,軋制十分困難。
成品熱處理情況
經原工藝成品固溶溫度1080℃~1120 ℃退火后,晶粒6~7級,品粒偏細,經3次成品熱處理后仍不能確定合適的熱處理制度。
裂邊原因分析
(1)原工藝,熱軋加熱溫度為1170 C,從此溫度在空氣中冷卻到1000 C~1050 ℃主要析出碳化物(見圖1) ,冷卻到1000 “℃以下析出-相:’-相析出越多,合金的強度越高﹔同時,在1170 ℃~1000 C內只有170 ℃的加工區間,加工范圍小。由于鍛迓較知短( 63mm ×310nm X600mm),在實際生產中喂鉅困難,加之冷卻水掉鏈條等因素影響,造成軋制過程中溫度下降快,容易失去最佳的加工溫度,導致裂邊。
(2)此次熱軋板坯為鍛坯,厚度為63mm ×3 10mm ×600mm。側面很不規則,第一次裂邊修磨后,側面仍不規則,增大了單位散熱面 ,結果是該處局部溫降快;另外,該側面處不規則,在軋制過程中由于邊部變形不充分而被拉裂,見圖2。
由圖3可以看出,1050℃~ 1150℃間有較好的塑性 ,為理想的熱加工溫度區間。實際生產中,考慮實際工藝設備情況,應盡可能提高加熱溫度。
由于熱軋裂邊原因分析如上,所以﹐從工藝角度出發,應從以下幾個方面進行控制:
(3)用Omm × l00mm棒材經980 ℃~118o℃ ,每隔20℃作柯利布爾試驗測試高溫拉伸性能。測試結果如圖3。
1)提高加熱溫度,由原工藝制度的1150℃~1160C提高到1200℃,以避免軋制時損失溫度,錯過最佳的熱軋溫度范圍。
(2)上工序供坯側面應規則,避免局部溫降快和變形不充分而造成邊部拉裂。
熱軋工藝制度應由1150C~1160℃提高到1200℃,以獲得最佳軋制溫度范圍。
上工序制坯應規整,避免局部溫降快和局部變形不充分而拉裂。
半成品退火工藝制度由 1120℃~1140℃提高到1150C~1160 ℃,并按上限控制,以提高塑性,為冷軋提供良好的塑性條件。
退火成品工藝制度按1150 C~ 1160℃控制,以補償表溫與料溫的差額來獲得良好的晶粒度確保各項性能指標滿足標準要求。
