GH202镍基合金无缝管材的热挤压工艺

　　GH202合金是一种沉淀强化型镍基高温合金，在750℃下使用仍保持很高的强度性能，以板、棒、管材等多种形式广泛应用于国内新型大推力运载火箭发动机中。目前国内制备GH202无缝管材采用将坯料机加工钻孔，然后经多道次冷轧/拔加工成所需规格产品，存在着生产效率低下、成材率极低、组织性能不均匀、表面质量差等诸多问题。
　　
　　热挤压技术是一种将金属在再结晶温度以上进行挤压，使管坯从一个模孔挤出，得到模孔形状断面管材的金属成型方法。挤压工艺具有突出的优点：降低原材料的消耗；与钻孔轧制法相比生产效率可大幅度提高；晶粒组织均匀细小，提高管材的力学性能；可以获得较高的尺寸精度和表面光洁度。合金钢、不锈钢管材挤压工艺已比较成熟，但镍基高温合金尤其是沉淀强化型高温合金，因变形塑性差、热加工温度窗口窄等原因，国内尚未开展系统的研制工作并形成成熟工艺。本文介绍针对GH202合金无缝管材热挤压成形开展的研制工作和取得的进展，并对挤压工艺制备的无缝管材组织性能进行分析。
　　
　　GH202无缝管材的制备工艺为：冶炼→自由锻造开坯→热挤压制备荒管→冷轧/冷拔+退火处理多重循环→zui终热处理→性能检验与无损检测。试验用GH202合金棒材采用双真空冶炼工艺，均匀化处理后锻造开坯。材料的名义成分为（质量分数，%）：0.05C，17Cr，4.0Mo，4.0W，1.0Al，2.0Ti，其余为Ni。GH202合金的强度和塑性随着温度的上升，变形抗力逐渐下降，但仍保持着一定的强度，1150℃时变形抗力约为100MPa；合金的热塑性在1150℃达到zui高，温度高于1200℃热塑性急剧下降至几乎为零塑性。温度低于1050℃时，合金中的沉淀强化相γ′相开始析出，并且析出速度很快，致使合金的热变形抗力急剧增加。因此，GH202合金的热变形温度区间应严格控制在1050～1150℃范围内。
　　
　　结合热挤压工艺特点和GH202合金热加工特性，以保持挤压变形区的热量平衡为依据，制定的热挤压工艺参数，可以成功地制备出GH202合金挤压荒管。GH202合金热挤压荒管表面质量良好，组织均匀细小，壁厚精度控制好，很好地解决了传统工艺存在的组织不均匀、性能较低等问题，*地提高了生产效率和成材率。严格控制成品管材zui终热处理的冷却速度，降低强度和硬度，可满足后续弯管的工艺要求。