新型铸锻FGH4096合金涡轮盘研究

摘要

针对先进航空发动机用高合金化程度的镍基涡轮盘合金铸锭凝固偏析及热加工组织均匀性控制困难的特点,开发了电渣重熔连续定向凝固冶炼、多向锻造制坯和等温锻造成型相结合制备FGH4096合金涡轮盘的铸＆锻工艺路线。从合金铸态组织特点、热加工塑性、组织控制、性能特点以及变形强化机理等方面,对铸＆锻FGH4096合金涡轮盘锻件制备进行了研究。研究结果表明,定向凝固铸锭能避免出现大尺寸η相、硼化物相以及碳氮化物条带,铸锭具有优异的热加工塑性;饼坯采用多向锻造技术制备,消除了变形死区,同时饼坯各部位晶粒组织均匀细小,晶粒尺寸范围ASTM 9～10级;涡轮盘锻件不同部位晶粒组织均匀细小,超声可探性提高;随着固溶温度增加,合金拉伸屈服强度降低;在亚固溶温度下热处理时,随着固溶后冷却速率的增加,合金蠕变性能增强;涡轮盘缘处试样在704℃/690 MPa条件下蠕变主要变形机制为微孪晶剪切机制。