GH4079 的最后一火变形量 30%：终锻 1050 ℃ 之下组织怎么留

GH4079 属于镍钴铬系沉淀硬化高温合金，碳 0.04%~0.08%、铬 10.0%~12.0%、钴 12.5%~16.0%、钼 4.0%~5.0%、钨 2.0%~3.0%、铌 2.5%~3.0%、铝 2.8%~3.3%、钛 2.4%~3.0%，余量为镍，密度约 8.30~8.32 g/cm³，熔化温度约 1400 ℃。它用于航空发动机的涡轮盘与叶片一类热端转动件，主要品种是热轧与锻制棒材、模锻件。

铝 2.8%~3.3% 加钛 2.4%~3.0% 的 γ′ 量

铝与钛合计超过 5%，γ′ 体积分数比 GH2150 一类铁镍基高得多，这是它能在 700~800 ℃ 承力的基础。γ′ 量高带来两个后果：一是固溶温度必须高到能把 γ′ 溶回去，二是热加工窗口变窄。铝钛含量高的合金在锻造温度下仍有未溶 γ′ 与碳化物，变形抗力大，温度稍降就裂。这就是锻造工艺对这支合金特别苛刻的原因。

固溶 1200 ℃ 与一级时效 1050 ℃

转动件用热轧棒材的标准制度是：1200 ℃±10 ℃ 保温 2 小时空冷，再做 1050 ℃±10 ℃ 保温 4 小时空冷的一级时效，之后可能还有低温时效。1200 ℃ 的作用是把 γ′ 与大部分碳化物溶回基体，拿到过饱和固溶体；1050 ℃ 这一段的目的是析出较大尺寸的 γ′ 与晶界碳化物，把晶界强度提上去。三级制度的分工不能合并。

开坯 1160 ℃ 与开锻 1150 ℃

热加工的规范是：钢锭开坯 1160 ℃±10 ℃，开锻温度高于 1150 ℃，终锻温度不低于 1050 ℃，最后一火变形量不小于 30%；镦饼与模锻用 1140 ℃±10 ℃，开锻高于 1120 ℃，终锻不低于 1050 ℃。终锻温度定在 1050 ℃ 是因为再往下 γ′ 开始大量析出，变形抗力急升，锻件表面先开裂。

最后一火 30% 变形量的意义

最后一火的变形量要求不小于 30%，目的是让锻件表层与心部都获得足够的再结晶驱动力，把前几火留下的粗大组织与取向差打散。变形量不足，表层细晶、心部粗晶，超声检测时表现为杂波差异，力学性能上表现为心部持久寿命偏低。这一条在合同里常被忽略，只写尺寸与探伤级别不足以保证组织。

双联熔炼与纯净度

公开资料给的路线是真空感应炉熔炼加真空自耗重熔或电渣重熔。真空感应负责配料、脱气与去除低熔点杂质，重熔负责改善凝固组织、减少偏析与夹杂。这支合金铝钛含量高，氧化夹杂一旦进入，在超声上就是密集缺陷，在疲劳上就是起裂点。纯净度不是靠检验挑出来的，是靠冶炼路线保证的。

盘件的取样与烧伤层

饼坯与盘件的取样位置要按图纸与标准定：一般在半径的中部、靠近轮毂与轮缘各取一组，方向分径向、切向与轴向。砂轮切割与线切割留下的烧伤层会改变表层的组织与残余应力，取样前要把烧伤层磨掉足够深度，否则测出来的性能是烧伤层的性能。这一条在薄壁取样上尤其要紧，烧伤层深度往往与余量同一量级。

锻件记录的三个数

订锻件时除了图纸与牌号，还要索取三个记录：锻造火次、最后一火的变形量、以及终锻温度的实测值。这三个数在成品上看不出来，却决定了组织。火次过多，晶粒反复粗化细化，超声底波衰减变大；变形量不足，心部组织留不住；终锻温度低于 1050 ℃，表面裂纹在后续热处理中扩展。把这三个数写进技术条件，比事后做金相更省钱。

到货核四项：成分按 GB/T 14992 核对铝、钛、铌、钴四项，铝钛合计低于 5% 的强度档不成立；力学按 GB/T 228.1 做室温拉伸，并按 HB/Z 140 一类航空工艺文件核对固溶与时效记录；超声按 GB/T 4162 分级扫查，重点看夹杂与白点；晶粒度按 ASTM E112 评级，取样位置与方向在技术条件里写清。锻件还要提供锻造火次与最后一火变形量的记录。