锻造锻件时粗晶的产生及防范措施

时间:2018-01-04 09:42来源:未知 作者:女人私房话主编   投稿
导语

粗晶是指在锻件中存在晶粒粗大或晶粒大小不均匀的组织。它是高温合金锻件中最常见的一种缺陷。粗晶使锻件的疲劳和持久性能明显下降。今天我...

  粗晶是指在锻件中存在晶粒粗大或晶粒大小不均匀的组织。它是高温合金锻件中最常见的一种缺陷。粗晶使锻件的疲劳和持久能明显下降。

  今天我们以GH46涡轮叶片粗晶为例说明如下。叶片粗晶主要分为全身粗晶、点状粗晶及局部粗晶三种形式。

  第一种是全身粗晶,其不仅遍布于叶片的整个表面,而且占满整个体积。该种粗晶主要是由于锻造温度或固溶温度过高所致。试验表明,固溶温度高于1210℃时晶粒显著长大,比正常固溶处理的试样其晶粒度要大一个级别,最大尺寸可达1.8~2.5mm。

  第二种是点状粗晶,点状粗晶的特点是整个叶片表面仅有一个或几个尺寸较大的晶粒,主要分布于叶背部的粗晶多偏于进气边,叶尖背部的则多偏于排气边;位于叶背时,沿叶背呈长条状分布。该类粗晶是叶片粗晶的主要表现形式。实验证明,该类粗晶主要是临界变形引起的。

  终锻时锻件温度场的理论计算及实测表明,锻坯在出炉的最初10s内锻坯表层温度下降极快,锻坯内外温度差高达120~150℃,表层温度已至合金再结晶温度1050℃以下。因此,当锻造操作时间超过7s时,都会导致冷变形的发生。因而减小叶片表面层的变形程度并引起变形的不均匀。

  

 

  减少或避免锻造锻件时产生的主要措施如下:

  1.合金的终锻温度应控制在再结晶温度以上。因此,锻造操作应迅速,工模具应预热,以防毛坯温度下降;

  2.每次变形量应大于合金的临界变形程度;

  3.变形应尽量均匀;

  4.工模具表面粗糙度要低、注意润滑;

  5.在标准热处理以前采用预处理(例如上述的再结晶退火等)。

  此外,在生产过程中还应注意以下一些问题:高温合金锻件的粗晶与原材料及锻造工艺过程的各个环节(包括加热、变形、模具、润滑及操作等)均有关系,因此为保证锻件质量稳定,工艺编制要详细、正确、执行工艺要严格和准确。高温合金的重要锻件,即使小量生产,也应采用模锻;不同牌号的高温合金有不同的再结晶特点;不同冶炼方法,不同炉号的同牌号高温合金,由于化学成分的实际含量有差别,因此实际再结晶温度和剧集再结晶温度常常不一样,其中碳化物和金属间化合物的形成元素C、Al、Ti等的影响尤为明显。

(责任编辑:女人私房话主编)
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