一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法与流程

    技术2025-02-05  59


    本发明属于有色金属加工,涉及一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法。


    背景技术:

    1、aermet100超高强度钢属于高钴镍高合金钢,同时具有高强度和高断裂韧度,并且具有优异的抗应力腐蚀性能,是起落架等航空关键零部件材料的理想材料。而热变形会对aermet100钢棒坯的组织均匀性及细晶强化产生重要影响,从而进一步影响棒坯的强度和韧性。

    2、对于φ135mm棒坯,通常采用锻造的方式制备。但是,小规格棒坯在锻造过程中由于棒坯表面温降较大,容易导致棒坯组织不均匀。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服上述采用现有锻造技术制备φ135mm棒坯的缺点,提出一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法。

    2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

    3、一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,将a规格坯料轧制成b规格坯料再经正火热处理和回火热处理后机加工为成品棒坯,在轧制过程中,通过降低加热保温的温度及控制终轧温度以确保成品棒坯形成细小而均匀的组织。

    4、具体包括以下步骤:

    5、步骤一:将a规格坯料在指定温度下保温后轧制成b规格坯料;

    6、步骤二:将b规格坯料进行正火热处理后进行高温回火热处理;

    7、步骤三:将b规格坯料机加工为成品棒坯。

    8、采用“锻造开坯+轧制成型”的工艺路线制备φ135mm棒坯。由于轧制时间较短,短时间内大变形有利于发生再结晶细化组织。此外,采用轧制可以解决锻造过程温降较大的问题,因此可以在轧制前采用较低的加热温度,使棒坯在热变形前具有细小的原始晶粒,为再结晶细化晶粒提供有利条件,提高棒坯组织均匀性。

    9、进一步地,所述步骤一中的指定温度为1020℃~1060℃,终轧温度为800℃~900℃,保温时间为1.5h~3h,轧制结束后物料空冷。

    10、进一步地,所述步骤一中的a规格坯料轧制成b规格坯料的轧制变形量为30%~50%。

    11、进一步地,所述步骤一中的a规格坯料为φ170mm~φ190mm规格的坯料,所述b规格坯料为φ140mm的坯料。

    12、进一步地,在所述步骤二中,正火热处理时加热温度范围为:890℃~910℃,保温时间为2h~4h。

    13、进一步地,在所述步骤二中,高温回火处理时,回火的温度范围为:670℃~690℃,保温时间为18h~20h。

    14、进一步地,在所述步骤三中,成品棒坯的规格为φ135mm。

    15、进一步地,所述步骤一中,a规格坯料在保温炉中进行保温,装炉时的炉温≤900℃,炉温以2℃~8℃/min的加热速度升温至指定温度。

    16、进一步地,所述成品棒坯的晶粒度≥8级,极差<1级,抗拉强度≥1970mpa,断裂韧度≥130mpa·m1/2。

    17、该规格棒坯通常采用锻造的方式进行制备,与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    18、1.采用轧制成型的工艺路线,在短时间内进行大变形,有利于通过再结晶细化提高棒坯组织均匀性。

    19、2.坯料在1020℃~1060℃下加热保温,较低的加热温度使棒坯在热变形前具有细小的原始晶粒,同时将终轧温度控制在800℃~900℃进行低温大变形,这些都有利于再结晶细化晶粒,提高棒坯组织均匀性,最终提高棒坯的力学性能。φ135mm规格棒坯的晶粒度大于等于8级,极差小于1级,抗拉强度≥1970mpa,断裂韧度≥130mpa·m1/2,综合力学性能优良。



    技术特征:

    1.一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,将a规格坯料轧制成b规格坯料再经正火热处理和回火热处理后机加工为成品棒坯,在轧制过程中,通过降低加热保温的温度及控制终轧温度以确保成品棒坯形成细小而均匀的组织。

    2.根据权利要求1所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

    3.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,所述步骤一中的指定温度为1020℃~1060℃,终轧温度为800℃~900℃,保温时间为1.5h~3h,轧制结束后物料空冷。

    4.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,所述步骤一中的a规格坯料轧制成b规格坯料的轧制变形量为30%~50%。

    5.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,所述步骤一中的a规格坯料为φ170mm~φ190mm规格的坯料。

    6.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,在所述步骤二中,正火热处理时加热温度范围为:890℃~910℃,保温时间为2h~4h。

    7.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,在所述步骤二中,高温回火处理时,回火的温度范围为:670℃~690℃,保温时间为18h~20h。

    8.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,在所述步骤三中,成品棒坯的规格为φ135mm。

    9.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,a规格坯料在保温炉中进行保温,装炉时的炉温≤900℃,炉温以2℃~8℃/min的加热速度升温至指定温度。

    10.根据权利要求2所述的一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法,其特征在于,所述成品棒坯的晶粒度≥8级,极差<1级,抗拉强度≥1970mpa,断裂韧度≥130mpa·m1/2。


    技术总结
    本发明属于有色金属加工领域,具体涉及一种改善航空用超高强度钢棒坯组织均匀性的制备方法。本发明采用轧制的方式,避免了在锻造过程中棒坯表面温降较大容易导致棒坯组织不均匀的问题。在轧制前采用较低的加热温度,有利于棒坯低温变形发生再结晶细化晶粒,提高棒坯组织均匀性。棒坯坯料在1020℃~1060℃下加热保温,将终轧温度控制在800℃~900℃,较低的加热温度和合理的终轧温度可以保证形成细小且均匀的组织。

    技术研发人员:孙明煜,孟方亮,王文盛,曹国鑫,何永胜,付宝全,李坤,杜玉俊,王凯旋,刘向宏,杜予晅
    受保护的技术使用者:西部超导材料科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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