專利名稱：一種高強高韌性gh2132棒絲材的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于新型鋁合金材料領域，具體涉及一種高強高韌性GH2132棒絲材的生
產工藝。
背景技術：
作為一種具有良好的抗松弛性能和抗氧化、耐腐蝕性能的GH2132棒絲材，已被廣泛應用于航空緊固件。國外先進國家(如美國等)航空緊固件GH2132的強度早已達到llOOMPa，而國內GH2132合金棒材室溫拉伸性能使用GB/T 14997-94，其中抗拉強度O b=931MPa, O s=617MPa, 8 =20%, v =40%。與十幾年前 GB177-82 (其中 o b = 930MPa，6 =20%, ￥=40%)基本相同，國內必須提高其強度標準，使航空飛行的安全性和使用條件更加符合時代的發(fā)展。大量的研究表明，GH2132棒絲材變形后進行熱處理時很容易發(fā)生晶粒長大和碳化物的析出，這些現(xiàn)象都會導致強度和塑性的同時下降，因此冷變形后GH2132棒絲材合理的熱處理制度決定著其棒材的機械性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種強度級別IlOOMPa以上的高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，該工藝生產出的GH2132棒絲材晶粒度能達到10級以上，Y '強化相的大小和分布隨著熱處理參數(shù)發(fā)生變化。本發(fā)明提供了一種高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，通過真空感應爐和電渣重熔冶煉，然后以變形工藝和熱處理相結合的工藝生產GH2132棒絲材。本發(fā)明提供的高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，所述變形工藝是鍛造開坯、熱軋以及冷拔相結合的工藝。本發(fā)明提供的高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，所述鍛造開坯和熱軋的加熱溫度為1140°C ±10°C，停鍛和停軋溫度高于900°C。本發(fā)明提供的高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，冷拔前必須進行940 IOOO0C (優(yōu)選為950°C ±10°C)固溶處理；冷拔后進行熱處理制度。本發(fā)明提供的高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，所述熱處理制度有兩種一是固溶+時效制度；二是直接時效制度。本發(fā)明提供的高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，所述固溶+時效制度為9000C ±10°C 固溶 2. 5h，油冷，720°C ± 10°C，16h + 660°C ± 10°C，16h 空冷，保證 8 > 22%時，抗拉強度能達到1200MPa。本發(fā)明提供的高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，所述直接時效制度為6800C ±10°C直接時效，保證5 > 12%時，抗拉強度能達到1400MPa。本發(fā)明工藝生產GH2132棒材是通過細化晶粒組織和控制強化相Y '析出進行的，加工和熱處理方式簡單、普遍，適用性廣，工藝穩(wěn)定，可用于一般企業(yè)大批量直接生產。該工藝生產的GH2132棒絲材抗拉強度G b > 1200MPa，遠遠大于工程指標llOOMPa，是一種安全系數(shù)極高的航空緊固件用棒材。


圖I為GH2132合金熱軋后固溶的金相組織；GH2132合金熱軋后直接在空氣中冷卻，會析出Y y、n及碳化物等，而固溶能將這些析出相重溶到Y奧氏體基體中，其室溫組織為等軸晶的單相的、奧氏體。圖2為GH2132合金固溶后冷拔的掃描照片；GH2132合金經過冷拔后晶粒會發(fā)生變形，隨著冷變形量的增大，冷變形后的晶粒組織發(fā)生變形程度越大，晶粒數(shù)量也越多，即加工硬化程度也越大。圖3為GH2132合金冷拔后經過固溶+時效制度處理后的掃描圖像；GH2132合金冷變形后經過900°C ±10°C固溶2. 5h后，晶粒發(fā)生回復和再結晶的程度到達極限值，為等 軸晶，同時2. 5h固溶時間也為時效充分析出Y '相作好了準備。白色小質點為Y '析出相，分為大顆粒狀和彌散小質點，保證合金具有良好的綜合性能，一般來說，冷變形后合金的機構穩(wěn)定性變差，二級時效比一級時效更有利于合金性能的穩(wěn)定性，第一次時效應在比通常采用的時效溫度較高的溫度下進行，隨后在比通常時效溫度較低的溫度下進行第二次時效。第一次時效可使析出相Y '聚集長大，并逐漸顆?；?，從而使合金的塑性、韌性得到提高，缺口的敏感性下降。然后在低的溫度下進行第二次時效，增加Y '相的析出量，并改善其分布，使合金的屈服強度得到提高。圖4為GH2132合金冷拔后經過直接時效制度處理后的掃描圖像；GH2132合金冷變形后680°C ±10°C直接時效后，晶粒會發(fā)生回復和再結晶，這方面會促使強度的降低和塑性的降低，與此同時，會析出白色質點相，這會促使強度的提高和塑性的降低，通過回復和再結晶、Y'相析出這兩方面的雙重的作用，最終能得到優(yōu)異的綜合性能。
具體實施例方式以下實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。實施例一、材料熔煉本實驗所用的GH2132合金是經真空感應爐和電渣重熔冶煉的，首先經真空感應爐冶煉成0190錠子，然后再以0190合金作自耗電極，經電渣重熔到0300的結晶器。二、鍛造和熱軋將電渣重熔后的釘子在1140°C進行均勻化處理，空冷，鍛造開坯成170X170的方坯，之后在1140°C保溫后熱軋成0 37的棒材，然后在1080°C均勻化保溫后熱軋成0 9的盤條。三、冷拔絲材盤圓在950°C退火I. 5h后，在拔絲機進行冷拔，累積變形量不超過80%。四、熱處理冷拔后的絲材可以通過兩種熱處理制度進行強化，一是固溶+時效制度9000C ±10°C 固溶 2. 5h，油冷，720°C ± 10°C，16h + 660°C ± 10°C，16h 空冷；二是直接時效制度680°C ±10°C直接時效。
實施例IGH2132絲材經過冶煉、熱加工、冷拔變形量為33%，分別進行兩種強化熱處理后的室溫拉伸性能見表I :表1GH2132合金的室溫拉伸性能
權利要求
1.一種高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于通過真空感應爐和電渣重熔冶煉，然后以變形工藝和熱處理相結合的工藝生產GH2132棒絲材。
2.按照權利要求I所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于所述變形工藝是鍛造開坯、熱軋以及冷拔相結合的工藝。
3.按照權利要求2所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于所述鍛造開坯和熱軋的加熱溫度為1140°C ±10°C，停鍛和停軋溫度高于900°C。
4.按照權利要求2所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于冷拔前必須進行940 1000°C固溶處理。
5.按照權利要求4所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于冷拔前必須進行950°C ±10°C固溶處理。
6.按照權利要求2所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于冷拔后進行熱處理制度。
7.按照權利要求6所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于所述熱處理制度有兩種一是固溶+時效制度；二是直接時效制度。
8.按照權利要求7所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于所述固溶+ 時效制度為900° C±10°C 固溶 2.5h，油冷，720°C ±10°C，16h + 660°C ±10°C，16h 空冷。
9.按照權利要求7所述高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，其特征在于所述直接時效制度為680°C ±10°C直接時效。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強高韌性GH2132棒絲材的生產工藝，該工藝通過真空感應爐和電渣重熔冶煉，然后以變形工藝和熱處理相結合的工藝生產高強高韌性GH2132棒絲材。該GH2132棒絲材的強度可以通過設定熱處理制度進行控制，且隨著對塑性的不同要求，所相應的強度也會發(fā)生變化。此工藝生產GH2132棒材是通過細化晶粒組織和控制強化相γˊ析出進行的，加工和熱處理方式簡單、普遍，適用性廣，工藝穩(wěn)定，可用于一般企業(yè)大批量直接生產。該工藝生產的GH2132棒絲材抗拉強度σb＞1200MPa，遠遠大于工程指標1100MPa，是一種安全系數(shù)極高的航空緊固件用棒材。
文檔編號C21D8/06GK102719642SQ20121020882
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權日2012年6月21日
發(fā)明者孔凡亞, 陳亞文, 陳琪 申請人:中國科學院金屬研究所