GH4169合金是一种广泛用于航空发动机零件的时效硬化型合金,该合金的成分与美国In-conel 718相近,在-253 ~700℃的温度范围内具有良好的综合性能,在高温氧化和燃气腐蚀条件下,能够承受复杂应力,并长期可靠的工作!1-3]该合金的另一特点是合金组织和性能对热加工工艺非常敏感,若加工过程控制不当会产生粗晶、混晶等现象,影响合金产品的疲劳性能、持久性能、缺口敏感性和冲击韧度[4。掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系,可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程,就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件l3。隆继金属GH4169合金拉杆锻件的试制工作,成功实现了该合金拉杆锻件的国产化，总结了一套专门的工艺制造路线,后期批量化生产。

锻件主要技术指标要求

试制锻件的原材料为美国CARPENTER公司提供的轧制棒材,尺寸规格为150 mm,锻件直径为95 mm。

(1)组织要求。低倍组织不应有目视可见的疏松、针孔、裂纹、缩孔、偏析、夹杂等冶金缺陷。从锻件试验件不同位置上切取试样测定晶粒度，平均晶粒度应为7级或更细。

(2)力学性能。锻件的力学性能要求见表1。锻件的成形工艺方案分析

锻件原材料

锻件原材料采用真空感应＋真空自耗方法熔炼,炉号为W68849,原材料的化学成分见表2。原材料低倍组织检查无目视冶金缺陷,原材料棒材中心晶粒度为3级,1/2R处晶粒度为3级,圆周处晶粒度为7级。

锻造工艺

由于拉杆锻件尺寸较大,必须选用合适的锻造工艺参数才能生产出符合技术要求的锻件。一-般情况下,合金的锻造温度越高,晶粒尺寸越大，反之,晶粒尺寸越小。当锻造加热温度一定时,变形量越大则晶粒尺寸越小,反之晶粒越大。因此，锻造温度和变形量的合理控制是获得GH4169合金细晶强化合金材料的关键工艺[6]。GH4169合金锻造加热温度为1 000 ~ 1 050℃时,锻件晶粒度可控制在技术条件要求的范围内。合金的锻造火次与变形量的分配对合金晶粒度影响较大,材料一火次变形量对合金晶粒度影响较大。一般不宜采用较小变形量,因为过小变形量会导致锻件局部晶粒长大现象,二火次锻造后可以获得较细的组织[7。本次试制采用我公司10.5MN快锻机锻造,锻造加热温度为1 020±10℃,二火次锻造。具体方法是:从150 mm x 1 000 mm拔长至100 mm x 100 mm x 1 770 mm,以较大的一火次变形量获得较细的均匀组织,然后锻件四角倒棱回炉1020℃保温50 min,出炉锻造拔长至D95 mm×2 500 mm ,总体变形量为60% ,可以获得满足技术要求的组织。

拉杆锻件的热处理工艺

CH4169合金的主要强化相为"和y'相,且其数量、分布与采用的热处理制度密切相关,并对合金的力学及持久蠕变性能具有非常重要的影响。我公司采用的热处理工艺路线如图1和图2。其中,固溶处理主要控制析出相的溶解,时效处理第1阶段(720℃)主要控制y"'相的成核点数量,第2阶段(620℃)主要控制y"相的长大速度,许多资料认为采用此种热处理制度能获得良好的综合力学性能。

拉杆锻件的理化检测结果

根据生产试制情况,我们对试制的锻件在锻件一端头切取200 mm长试样进行了理化测试，检测结果如下:

(1)低倍组织正常,未见冶金缺陷。

(2)取样位置见图3。锻件晶粒度照片见图4。按金属平均晶粒度测试方法,检测拉杆锻件的晶粒度为7级,满足标准要求。

通过对GH4169拉杆锻件的成形工艺进行分析,确定了生产工艺并进行了试制。锻件的理化检测结果表明,所制定的成形工艺方案是可行的，CH4169拉杆*可以国产,并满足某型燃机的相关要求。我公司在国产化试制过程中,总结了一套专门的工艺制造路线,能够生产出满足力学性能和金相组织要求的锻件。