GH4098合金板材试制工艺研究

作者:祯赋实业  来源:祯赋实业 日期:2021-10-27 16:43 人气:

摘要:从工艺角度研究首次试制中GH4098热札裂边问题;由试验测试CH4098高温拉伸性能、室温拉伸性能及板材晶粒度,以此来确定丰


成品和成品热处理温度,为冷轧提供良好的塑性保证和成品宝拉性能,


关键词:溶强化 时效强化难变形 塑性


CH4098是我公司首次试制,此材料是以W、Mo进行固溶强化,以Al、Ti进行时效强化的典型固溶强化加时效强化型难变形高温合金。板材


试制过程中具有几个难点:(1)强度高,合金中强化元素W、Mo、Al、Ti总和达到了14%,变形困难,热轧变形温度区间窄。(2)材质强度


高,冷轧变形困难,无法按原工艺变形率轧制。(3)晶粒长大规律不明确,成品热处理温度难确定。


试制情况

2.1 在热轧的试制情况


热轧加热温度、变形量及轧制厚度如表2。在热轧三辊试制中第一火次出现严重裂边现象,经修磨后,在第二火次轧制时温度提高到1200℃


±10℃,仍出现裂边,又经修磨后轧制,直至热轧完毕,都未出现裂边现象。


2.2 退火后冷轧试制情况

按原工艺:半成品经1120℃~1140℃、8.5min热处理后,冷轧至0.7mm成品,工艺要求每个轧程的变形量见表3。实际生产中,第一次冷轧


轧程从2.5mm轧到1.9mm,变形率24%时即不变形,且道次变形量在0.01mm~0.05mm之间,板面粘辊严重,轧制十分困难。


2.3 成品热处理情况


经原工艺成品固溶温度1080℃-1120℃退火后,晶粒6~7级,晶粒偏细,经3次成品热处理后仍不能确定合适的热处理制度。

3 分析

3.1


裂边原因分析


(1)原工艺,热轧加热温度为1170℃,从此温度在空气中冷却到1000℃~1050℃主要析出碳化物(见图1),冷却到1000℃以下析出Y'-相,Y'-


相析出越多,合金的强度越高;同时,在1170℃~1000℃内只有170℃的加工区间,加工范围小。由于锻坯较短(63mmx310mmx600mm) ,


在实际生产中喂钢困难,加之冷却水、掉链条等因素影响,造成轧制过程中温度下降快,容易失去最佳的加工温度,导致裂边。


(2) 此次热轧板坯为锻坯, 厚度为63mmx310mmx600mm。侧面很不规则, 第一次裂边修磨后,侧面仍不规则,增大了单位散热面,结果


是该处局部温降快;另外,该侧面处不规则,在轧制过程中由于边部变形不充分而被拉裂,见图2。由图3可以看出,1050℃~1150℃间有较


好的塑性,为理想的热加工温度区间。实际生产中,考虑实际工艺设备情况,应尽可能提高加热温度。由于热轧裂边原因分析如上,所以,从工艺角度出发,应从以下几个方面进行控制:

(1)提高加热温度,由原工艺制度的1150℃~1160℃提高到1200℃,以避免轧制时损失温度,错过最佳的热轧温度范围。


(2)上工序供坯侧面应规则,避免局部温降快和变形不充分而造成边部拉裂。3.2 半成品退火工艺温度选择0.7mm板材经热处理制度


1060℃~1260℃每隔15℃~20℃固溶一次,空冷,测试得实验数据如


4。


由表4可以看出1120℃-1135℃之间有较好的室温塑性范围,由于仪表和料温温度有差异,把热处理制度改为[(1150~1160) ±10] ℃, 时间


8min, 变形量重新分配见表5。


提高了退火温度后,第二次轧程由1.9mm轧到1.35mm变形量28.9%,轧制顺利,直至成品尺寸。


3.3成品退火工艺温度选择及分析由表4可以看出1060℃~1160℃之间,晶粒长


大没有规律,在1180℃时,晶粒才急剧长大,并且在≥1060℃时, 0, 都在≤1180MPa范围内。要得到理想的5~5.5级晶粒度,使用


1(130~1140)℃比较理


想,但实际生产中,退火炉仪表温度与料温相差15℃~25℃,同时,实验室的冷却速度和生产现场的实际冷却速度有差异,故实际生产中采


用1150℃~1160℃进行固溶处理,成品各项性能指标都很好地满足标准要求。

4

结论

(1)热轧工艺制度应由1150℃~1160℃提高到1200℃,以获得最佳轧制温度范围。


(2)上工序制坯应规整,避免局部温降快和局部变形不充分而拉裂。


(3)半成品退火工艺制度由1120℃~1140℃提高到1150℃~1160℃,并按上限控制,以提高塑性,为冷轧提供良好的塑性条件。


(4)退火成品工艺制度按1150℃-1160℃控制,以补偿表温与料温的差额来获得良好的晶粒度,确保各项性能指标满足标准要求。

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