GH合金是一种铁-铬-镍基的时效硬化型变形高温合金，具有强度高、抗辐照、抗氧化、热加工及焊接性能好的特点，在℃以下具有较高的强度和塑性、良好的抗疲劳和耐腐蚀性[1,2]，因而成为航空、航天以及核能、石油等领域大量应用的合金材料。均匀的10级左右晶粒度、适量δ相呈颗粒状和短棒状在晶界弥散分布的GH合金具有良好的高温综合性能[3,4]。相对于其他镍基高温合金，GH合金的组织、性能对热加工工艺非常敏感，传统意义上的热加工手段很难使各部位同时达到上述这一要求，如利用自由锻锤和快锻机锻制航空发动机用Φnm~nm的棒材，合金心部晶粒粗大的同时，边缘冷变形组织也相当严重。闽钢集团特殊钢分公司近年来从SMS公司引进的我国第一台13MN液压式径锻机。与传统的锻造工艺不同，径向锻造具有锻造效率高、变形温降小、表层变形较为充分等优点[5]。径向锻造一般使用4个锤头，在同一平面内分成两组，同步锻打，金属的横向流动受到限制，主要以轴向延伸为主。由于径锻锤头打击频率高（可达到次/min，为快锻的3倍左右）、变形速度快、变形温降小因而径向锻造可采用更低的坯料加热温度，有利于获得细晶组织，从而提高合金的综合性能。另外，通过调整各道次延伸系数和步进量获得不同的锻透性，并控制棒材从心部至边缘不同部位的温升效应，易于获得各部位组织相对均匀的细晶成品。本工作研究由传统锻造与径锻工艺生产的Φ95棒材的组织及性能的差异。
1实验
试验用料系闽钢集团特殊钢分公司提供的GH合金。锻件采用真空感应+真空自耗的双联冶炼工艺，铸锭高温扩散退火工艺为：℃，24h+℃，72h，空冷。传统工艺的Φ95nm棒材由30kN锤锻造，径锻工艺的Φ95nm棒材由13MN液压式径锻机锻造。
2种锻棒的化学成分（质量分数，%）均为：C0.03；Si0.05；Mn0.03；S0.；P0.；Cr19.01；Ni52.30；Mo3.06；Al0.57；Nb5.07；Ti1.00；Bi0.；Cu0.02；Co0.02；B0.；Mg0.；Ca0.，Fe为余量。
在2种不同工艺锻棒的边缘、1/2R以及心部线切割，并分别做成金相试样和标准拉伸试样，所有试样的热处理制度为：℃，1h，AC+℃，8h（以50~55℃/h的速率炉冷）℃，8h，AC。观察不同部位合金的组织，金相试样采用电解腐蚀，腐蚀液为80%HCl+13%HF+7%HNO3，操作电压为3V，腐蚀后的试样在蔡司金相显微镜下观测和拍摄。测试不同部位合金的性能，室温试样拉伸在WDW-微机电子万能试验机上测试，设定室温试样拉伸的应变速率为2×10-3s-1，持久拉伸试验在SANS高温持久蠕变试验机上进行，设定高温持久拉伸条件为℃，MPa。
2结果与讨论
2.12种不同工艺锻棒的金相显微组织
表1列出2种不同锻造工艺Φ95nm规格棒材的晶粒度和δ相级别。从图1和图2分别给出传统与径锻工艺Φ95nm棒材不同部位的晶粒度和组织形貌可以发现：
（1）与传统的锻造工艺相比，径锻棒材的晶粒度平均可细化1~2级左右，而且从边缘到心部晶粒度差异缩小到只有1.5级左右。
（2）径锻棒材边缘几乎没有发现冷变形组织，而传统锻造工艺边缘冷变形组织相当严重，已达到20%~40%。
3）径锻棒材δ相析出状态明显改观，δ相主要是以短棒和颗粒状弥散分布于晶界，边缘数量稍多，1/2R和心部差异不大。而传统工艺棒材δ相级别、数量明显增高，且边缘冷变形组织原始大晶粒处δ相主要呈长针状甚至网状析出。
2.22种不同锻造工艺棒材的力学性能
表2和表3列出2种锻棒的室温拉伸和高温持久性能。可以发现，与传统锻造工艺相比，径锻棒材由于晶粒的细化以及δ相析出状态的改善，室温拉伸性能、高温塑性和断面收缩率明显提高。
3分析与讨论
通常原始组织越大，越难以完成再结晶，不利于晶粒细化，并容易残留原始大晶粒[6]。传统锻造由于锻造时间长，为防止表面温降过大，坯料加热温度必须提高，因而原始晶粒就偏大，而因此还会导致锻造前期内升温效应大，而锻造后期表面温降大，因而棒材心部晶粒较粗，且由内而外，晶粒度和δ相的级差较大。但如果降低加热温度或降低变形频率，虽然棒材心部晶粒细化，但边缘将因冷变形组织的进一步增多而脆化。
传统锻造的锤头和坯料接触面积大，变形死区也大，但如果减少进铁量来减少变形死区，势必将进一步延长锻造时间，从而会进一步增大内外组织级差和增加边缘冷变形组织；而径向锻造锤头窄小，变形死区小，且通过转向角、步进量、延伸系数等工艺参数的调整，可使变形死区效应趋向于零。
径向锻造由于锻造时间短，可以采用较低的加热温度，因而坯料的原始晶粒较细，有利于径锻过程中充分再结晶和晶粒细化，同时可以降低内外组织的级差，提高组织的均匀性，因而合金具有更高的综合性能。
4结论
1）与传统锻造棒材相比，径向锻造Φ95nmGH合金棒材晶粒度可细化1~2级，且从边缘到心部晶粒度差异缩小到1.5级左右。
2）径锻GH合金棒材边缘冷变形组织基本消除，δ相呈颗粒状和短棒状在晶界弥散分布；析出δ相级别和数量较传统锻棒有所改观。
3）径锻GH合金棒材具有更高的室温拉伸性能，更好的高温塑性和断面收缩率。
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