GH4169合金锻造混晶组织的均匀细化机制与工艺

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（中南大学 a.机电工程学院；b.轻合金研究院，长沙 410083）

GH4169合金作为最受欢迎的镍基高温合金，被广泛用于制备能源及航空工业中的关键零部件[1—2]，这些关键零部件往往采用热成形工艺来获得特定的几何特征[3—4]。在制备模锻件过程中，由于关键零部件复杂的几何特征及不可避免的摩擦、坯料形状等因素的影响，导致在模锻过程中不可避免地会出现局部混晶或粗晶。二重集团万航模锻厂罗恒军等[5]在研究GH4169合金制备的某九级涡轮盘模锻过程中发现，锻件内部最大应变和最小应变相差极大，最大等效应变高达2.1，而小变形部位的等效应变仅为0.35，通过改变坯料的高度增加最小应变的效果不明显。

通常，镍基高温合金锻件的力学性能极大地取决于晶粒组织的均匀细化程度[6—8]。针对仅依靠模锻变形难以实现GH4169合金锻件组织均匀细化的难题，在科研工作者的不懈努力下，目前我国已经成功开发了3种GH4169合金的锻造工艺[9]。按照工艺特点可以分为标准工艺、高强工艺和直接时效（DA）工艺。标准工艺的特点是高温变形，晶粒组织比较粗大，一般晶粒度为 4—6级（平均晶粒尺寸为44.9～89.8 μm），具有一定强度水平；高强工艺是在标准工艺的基础上开发的，其锻造温度比标准工艺低，晶粒组织较细且均匀，平均晶粒度达到8级（平均晶粒尺寸为22.5 μm）[10]，强度水平高于标准工艺；DA工艺是采用低温大变形，锻造前先在坯料中析出适量的δ相，然后在δ相溶解温度附近进行锻造，利用δ相促进再结晶形核与抑制晶粒长大的特点，获得平均晶粒度10级（平均晶粒尺寸为11.2 μm）或者更细的晶粒组织。……