Износостойкая пластина из сплава GH4049 представляет собой износостойкую пластину из сплава Ni-CR-Co, аналогичную составу сплава Советского Союза «R929», и является одной из первых успешно разработанных износостойких пластин из сплава в Китае. Износостойкая пластина из сплава GH4049 широко используется при производстве лопаток турбин, работающих при температуре 900 градусов, благодаря хорошей стабильности микроструктуры при высоких температурах и превосходным комплексным характеристикам при высоких температурах. Однако сплав GH4049 представляет собой типичную износостойкую пластину из тугоплавкого сплава с содержанием Al и Ti до 5,1–6,3%, плохой податливостью и большими трудностями при ковке. В процессе ковки клинка на поверхности часто появляются локальные крупные кристаллические дефекты, причем наиболее заметной является проблема крупных кристаллов на средней задней поверхности, которая долгое время не была решена должным образом. Это стало одной из проблем, с которыми сталкиваются производители лезвий.
Размер зерна является важным параметром структуры износостойкой пластины из сплава, который тесно связан с технологией обработки материала и оказывает большое влияние на механические свойства поковок. Для получения высокой долговечности и свойств ползучести износостойкие пластинчатые лопатки из сплавов должны иметь равномерную и слегка крупнозернистую структуру. Однако форма ковки лезвия сложная, профиль тела лезвия тонкий, металл нелегко течь в середине процесса ковки, и легко попасть в критическую зону деформации, образуя локальную грубую поверхность. кристалл. Критическая деформация является основной причиной образования локальных крупных кристаллов при ковке пластин из износостойкого сплава, поэтому очень важно выделить деформацию, чтобы избежать критической зоны деформации в процессе ковки лезвия из износостойкого сплава. Влияние распределения предварительной и конечной ковочной деформации на эволюцию зеренной структуры сплава GH4049 было изучено с целью создания теоретической и экспериментальной основы для предотвращения и устранения локальных крупных кристаллов на поверхности поковок лопаток из сплава GH4049 в производстве. .
Материалом для испытаний был горячекатаный стержень из сплава GH4049 диаметром 28 мм, исходная структура которого была равноосной. Размер зерна грубо делится на две категории: около 40 мкм и около 10 мкм, на которые приходится 1/2 зерна.
Последовательность предварительной и окончательной ковки лезвия из сплава GH4049 включает в себя распределение деформации. Исследователи разработали два испытания на огневую ковку перед ковкой и окончательную ковку, всего 8 групп. Распределение предковочной деформации составляет 15%, 15%, 15%, 25%, 25%, 25%, 35% и 35%; Конечная деформация при ковке распределяется как 25%, 35%, 45%, 25%, 35%, 45%, 25% и 45%.
Размер заготовки Φ28×35 мм, нагрев осуществляется сегментным способом. Заготовки сначала были предварительно нагреты в печи сопротивления при температуре 825 градусов, а время выдержки было рассчитано как 0,8 мин/мм. Затем заготовки нагревали до температуры ковки в течение 1 0 мин и поддерживали в тепле, а время выдержки рассчитывали как 0,6 мин/мм, при этом температура предварительной ковки составляла 1170 градусов, а конечная температура ковки составляла 1175 градусов.
Кузнечное оборудование представляет собой двухдисковый фрикционный пресс J53-300, который сжимает образец в радиальном направлении, а ограничительная площадка служит для контроля деформации заготовки. Перед ковкой верхний и нижний пластинчатые модули предварительно нагреваются примерно до 300 градусов С с помощью предварительно нагретых стальных блоков. Заготовка не покрывается смазкой, для исключения влияния оксида на следующую ковку оксид на поверхности заготовки после предварительной ковки полируется на шлифовальном станке.
Система термообработки, принятая после ковки, следующая: 1200 градусов ×2ч/переменного тока+1050 градусов ×4ч/переменного тока+950 градусов ×2ч/переменного тока. Металлографические образцы рассматривались и фотографировались на горизонтальном микроскопе «Олимп-ПМГ3». Размер зерна измеряли поперечным методом. Результаты испытаний следующие:
(1) Распределение деформации перед ковкой и окончательной ковки оказывает существенное влияние на зеренную структуру сплава GH4049. Когда предковочная деформация невелика, в микроструктуре сплава после окончательной ковочной деформации очень легко появляются крупные кристаллы и неоднородность зерен.
(2) Сплав GH4049 легко получить однородную зернистую структуру после большой предварительной деформации и разумной окончательной деформации ковки, поэтому рекомендуется, чтобы предковочная деформация составляла около 35%, а окончательная ковочная деформация должна быть более 25%.
