(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210962689.0 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 江苏大学 地址 225009 江苏省镇江市学府路3 01号 (72)发明人 陈乐利　刘庆涛　罗锐　程晓农　 刘天　丁恒楠　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 王苗苗 (51)Int.Cl. C22F 1/10(2006.01) C22F 1/02(2006.01) B21J 5/00(2006.01) G01N 1/28(2006.01) G01N 1/44(2006.01) (54)发明名称 一种镍基高温合金锻造过程的物理模拟方 法 (57)摘要 本发明涉及金属材料加工技术领域， 提供了 一种镍基高温合金锻造过程的物理模拟方法。 本 发明将镍基高温合金试样依次进行升温、 保温和 淬火处理， 得到预处理试样； 然后将预处理试样 依次进行升温、 第一保温、 降温、 重复压缩 ‑降温 处理、 第二保温和淬火 处理， 得到模拟试样， 其中 重复压缩 ‑降温处理的次数为3次以上。 本发明采 用多道次压缩降温变形的锻造模拟方式对镍基 高温合金的锻造过程进行模拟， 贴近锻造过程实 际， 模拟效果好， 可操作性高， 并且操作步骤简 单， 适用于同种锻造方法的多种镍基高温合金， 所得模拟试样的组织及硬度与实际锻造所得锻 件相同部位的差异较小， 可有效指导镍基高温合 金的锻造加工过程。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 115323298 A 2022.11.11 CN 115323298 A 1.一种镍基高温合金 锻造过程的物理模拟方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)将镍基高温合金 试样依次进行升温、 保温和淬火处 理， 得到预处 理试样； (2)将所述预处理试样依次进行升温、 第一保温、 降温、 重复压缩 ‑降温处理、 第二保温 和淬火处 理， 得到模拟试样； 所述步骤(1)中保温的温度为1020～1080℃， 保温时间为3 0～200min； 所述步骤(2)中第一保温的温度为1020～1050℃， 保温时间为60～300s； 第二保温的温 度为950～1050℃， 保温时间为6 0～300s； 所述重复压缩 ‑降温处理的重复次数为3次以上， 每次压缩 ‑降温处理包括依次进行的 压缩和降温， 每次压缩的工程变形量为 10～30％， 每次降温的幅度为10～30℃， 降温完成后 进行下一次压缩， 直至最后一次降温结束。 2.根据权利要求1所述的物理模拟方法， 其特征在于， 所述镍基 高温合金为镍基 高温合 金GH4169、 I nconel 625或Inconel 718。 3.根据权利要求1或2所述的物理模拟方法， 其特征在于， 所述镍基高温合金试样为圆 柱形试样， 所述圆柱形 试样的直径为6～10m m， 长度为10～ 20mm。 4.根据权利要求1所述的物理模拟方法， 其特征在于， 所述步骤(1)中升温的速率为8～ 10℃/min。 5.根据权利要求1所述的物理模拟方法， 其特征在于， 所述步骤(1)中淬火处理的淬火 介质为水， 淬火速率 为50～100℃/s。 6.根据权利要求1所述的物理模拟方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中升温的速率为8～ 10℃/s。 7.根据权利要求1所述的物理模拟方法， 其特征在于， 所述重复压缩 ‑降温处理的次数 为3～5次。 8.根据权利要求1或7所述的物 理模拟方法， 其特征在于， 所述重复压缩 ‑降温处理中压 缩的温度为950～1050℃， 且每次压缩的温度 依次降低， 压缩的压力为1000～2000kgf， 每次 压缩的时间为2 ～10s， 所述压缩 ‑降温处理中每次降温的时间为5～3 0s。 9.根据权利要求1所述的物理模拟方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中淬火处理的方式 为真空气淬， 淬火处 理的时间为20～40s， 淬火结束的温度为10 0～200℃。 10.权利要求1～ 9任意一项所述物理模拟方法得到的模拟试样。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115323298 A 2一种镍基 高温合金锻 造过程的物理模拟方 法 技术领域 [0001]本发明金属材料加工技术领域， 尤其涉及 一种镍基高温合金锻造过程的物理模拟 方法。 背景技术 [0002]锻造作为一种金属材料的成型方式， 为大规格尺寸部件的制造及高端金属结构材 料的生产提供了有力的支持， 在全球范围内得到大力推广与应用。 镍基高温合金GH4169因 其具有良好的高温强度、 抗氧化性能以及良好的持久性能， 被广泛应用于航空航天、 石化油 田、 高端模具等关键部件； 而 大型轴类件及大尺 寸零部件的成型需要满足组织均匀、 性能良 好的要求， 以保证使用寿命。 然而， 这些大型锻件的锻造工艺的制定及锻造过程物理模拟方 法是一大难题， 锻造工艺制 定不当会导致大型锻件的组织不均匀， 不同部位的性能存在一 定差异， 容易出现无法满足使用条件的问题， 对航空航天等大 型关键装备的服役产生影响。 [0003]目前， 大型锻件锻造过程的物理模拟常用的方法是单道次变形、 等温变形、 降温单 道次变形等物理模拟方法。 单道次变形物理模拟 针对大型锻件的锻造过程模拟只有一次变 形， 无法模拟多次变形对材料的组织产生的影响， 对锻造工艺的制定的帮助较小； 等温变形 物理模拟只针对锻造过程时间极短， 锻造速度极快 的情况下进行模拟， 高温合金在空气 中 的热量散失较快， 变形过程中零件与锻造锤头的接触也会使材料发生温度变化， 等温变形 仅存在于小型锻造过程中， 无法对大型锻件锻造过程中降温对材料组织产生的影响进 行模 拟， 对锻造过程的模拟也不贴合实际； 降温单道次变形物理模拟是一种新型 的锻造模拟方 法， 此方法考虑到材料在锻造过程中的降温问题。 但是， 仅考虑单道次内的降温仍然很容易 出现模拟结果与实际锻造结果存在差异的问题。 [0004]因此， 上述模拟方法均无法对锻造过程进行准确模拟， 模拟结果与实际锻造结果 差异较大， 无法有效指导镍基高温合金 的锻造加工， 亟需提供一种 更加贴近实际锻造过程 的模拟方法。 发明内容 [0005]有鉴于此， 本发明提供了一种镍基高温合金锻造过程的物理模拟方法。 本发明提 供的物理模拟方法贴近锻造的实际过程， 模拟效果好， 可操作性高， 可有效指导镍基高温合 金的锻造加工 。 [0006]为了实现上述发明目的， 本发明提供以下技 术方案： [0007]一种镍基高温合金 锻造过程的物理模拟方法， 包括以下步骤： [0008](1)将镍基高温合金 试样依次进行升温、 保温和淬火处 理， 得到预处 理试样； [0009](2)将所述预处理试样依次进行升温、 第一保温、 降温、 重复压缩 ‑降温处理、 第二 保温和淬火处 理， 得到模拟试样； [0010]所述步骤(1)中保温的温度为1020～1080℃， 保温时间为3 0～200min； [0011]所述步骤(2)中第一保温的温度为1020～1050℃， 保温时间为60～300s； 第二保温说　明　书 1/6 页 3 CN 115323298 A 3