一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法技术

本发明专利技术是一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法，属于先进发动机材料制备领域，本发明专利技术综合了高温合金真空感应熔炼、喷射成形快速凝固工艺得到纯净度高、细小晶粒组织、没有宏观偏析锭坯的技术优点，通过后续的热等静压和锻造，机械加工制成最终尺寸涡轮盘毛坯件。使生产出的GH742y合金沉积坯具有高强度，塑性好，易锻轧加工等特点；解决了常规难变形GH742y合金的宏观偏析造成的热加工困难问题,而且进一步提高了合金的综合性能并降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法，属于先进发动机材料制备领域。
技术介绍
航空发动机对国防实力和国民经济的发展具有重要意义，是反映一个国家科技、工业、军力水平的重要标志。GH742y合金是一种性能水平和使用温度都很高的难变形涡轮盘合金。该合金与GH742合金相比，主要在合金成份上做了一些调整：1)提高了Al、Nb和Ti三个时效强化元素的含量；2)增加了固溶强化元素W，同时降低了Mo的含量；3)降低了Cr的含量，提高了Co的含量；4)规定了V的含量范围，增加了镁元素。这样的成份调整，必然会提高固溶和时效强化效果，从而提高合金的室温强度和高温热强性。由于GH742y合金的合金化程度高、偏析严重、变形温度范围窄、变形抗力大，采用传统的铸造变形工艺生产合格的涡轮盘锻件毛坯合格率低、性能也偏低。
技术实现思路
本专利技术正是针对上述现有技术中存在的缺点而设计提供了一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法，其目的是利用喷射成形快速凝固方法制备高性能难变形GH742y合金，实现成分均匀、组织细化的快速凝固特征，提高了合金的力学性能，同时改善合金的热变形能力，提高了涡轮盘毛坯的一次合格率。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：该种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法，其特征在于：该方法的步骤是：⑴将表面清理干净的GH742y母合金装入喷射成形炉的真空感应熔炼坩埚中，抽真空并送电加热母合金，真空度小于1Pa；⑵感应炉内母合金融清后，升温至1480℃～1520℃，使熔体的成分和温度达到均匀一致，向熔炼室和雾化室内充入压力为0.1MPa～0.2MPa的Ar气，直到0.55MPa～0.75MPa，Ar气纯度大于99.999wt％，然后把熔炼坩埚内的液态金属按照5～20Kg/min的速度浇入已经被加热的中间包内，中间包加热温度在1450℃～1500℃；⑶熔融液体金属通过中间包底部的高纯氧化铝导流管流出，导流管直径采用1.0MPa～2.0MPa的高纯N2，N2纯度大于99.999wt％，经过雾化喷嘴把熔融液体金属雾化成熔滴，沉积器中心距雾化喷嘴中心的距离为400mm～600mm，熔滴飞行并在沉积器上形成柱状沉积坯，沉积器直径⑷将沉积坯进行热等静压处理后，对沉积坯进行表面加工处理，在压机上进行镦饼，机加工到涡轮盘的最终毛坯尺寸。本专利技术技术方案具有的优点和有益效果是：本专利技术技术方案综合了高温合金真空感应熔炼、低压喷射成形的优点，制备出难变形GH742y合金涡轮盘毛坯，具有以下优点：(一)成分均匀，无宏观偏析；(二)组织细化，合金组织细小的等轴晶组织，晶粒约为20～40微米；(三)热变形能力好，因组织均匀，晶粒细小，大大提高了合金的热变形能力，一次变形量可达50％不开裂，提高了涡轮盘毛坯成形的一次合格率；(四)力学性能好，良好的组织使得力学性能显著提高，部分关键力学性能比常规铸锻盘件性能提高20％以上。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术技术方案作进一步地详述：实施例1该种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法，其特征在于：该方法的步骤是：⑴将表面清理干净的GH742y母合金装入喷射成形炉的真空感应熔炼坩埚中，采用机械泵，罗茨泵和增压泵三级泵系统抽真空并送电加热母合金，真空度小于1Pa；⑵感应炉内母合金融清后，升温至1480℃～1520℃，使熔体的成分和温度达到均匀一致，向熔炼室和雾化室内充入压力为0.1MPa～0.2MPa的Ar气，直到0.6MPa，Ar气纯度大于99.999wt％，启动沉积器旋转系统，旋转速率60～100转/分钟，然后把熔炼坩埚内的液态金属按照15Kg/min的速度浇入已经被加热的中间包内，中间包加热温度在1480℃；⑶熔融液体金属通过中间包底部的高纯氧化铝导流管流出，导流管直径采用2.0MPa的高纯N2，N2纯度大于99.999wt％，经过雾化喷嘴把熔融液体金属雾化成熔滴，沉积器中心距雾化喷嘴中心的距离为500mm，熔滴飞行并在沉积器上形成柱状沉积坯，沉积器直径⑷沉积完成后，继续抽真空，使真空度小于500MPa，将沉积坯进行热等静压处理后，处理温度为1150℃之间，压力150MPa，保温时间4小时，对沉积坯进行表面加工处理，在压机上进行镦饼，机加工到涡轮盘的最终毛坯尺寸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法，其特征在于：该方法的步骤是：⑴将表面清理干净的GH742y母合金装入喷射成形炉的真空感应熔炼坩埚中，抽真空并送电加热母合金，真空度小于1Pa；⑵感应炉内母合金融清后，升温至1480℃～1520℃，使熔体的成分和温度达到均匀一致，向熔炼室和雾化室内充入压力为0.1MPa～0.2MPa的Ar气，直到0.55MPa～0.75MPa，Ar气纯度大于99.999wt％，然后把熔炼坩埚内的液态金属按照5～20Kg/min的速度浇入已经被加热的中间包内，中间包加热温度在1450℃～1500℃；⑶熔融液体金属通过中间包底部的高纯氧化铝导流管流出，导流管直径采用1.0MPa～2.0MPa的高纯N2，N2纯度大于99.999wt％，经过雾化喷嘴把熔融液体金属雾化成熔滴，沉积器中心距雾化喷嘴中心的距离为400mm～600mm，熔滴飞行并在沉积器上形成柱状沉积坯，沉积器直径⑷将沉积坯进行热等静压处理后，对沉积坯进行表面加工处理，在压机上进行镦饼，机加工到涡轮盘的最终毛坯尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种GH742y合金涡轮盘毛坯的制备方法，其特征在于：该方法的步
骤是：
⑴将表面清理干净的GH742y母合金装入喷射成形炉的真空感应熔
炼坩埚中，抽真空并送电加热母合金，真空度小于1Pa；
⑵感应炉内母合金融清后，升温至1480℃～1520℃，使熔体的成分
和温度达到均匀一致，向熔炼室和雾化室内充入压力为0.1MPa～0.2MPa
的Ar气，直到0.55MPa～0.75MPa，Ar气纯度大于99.999wt％，然后把熔
炼坩埚内的液态金属按照5～20Kg/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁华，张国庆，李周，许文勇，刘娜，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11