王 凯，张 静，刘进涛，苗金武

(西安航天发动机有限公司，陕西 西安 710100)

0 引言

涡轮盘是我国新一代液体火箭发动机关键部件之一，工作过程中转速极高、离心应力极大，且需要承受高速富氧燃气的强力冲蚀，服役环境极其恶劣，其毛坯采用GH4586合金锻件。该合金是在GH4141的基础上研发的镍基沉淀强化高温合金，在液氮温度至800 ℃范围具有优异的强度、良好的抗氧化、抗热腐蚀等综合性能[1-4]。但材料热成形变形抗力大、可锻温度范围窄，热变形参数对微观组织影响较大，且不易通过后续热处理改善，而不均匀的组织会影响材料的力学性能[5-6]。胥国华、张北江、李爱民等[7-9]对GH4586合金进行了系统的研究，发现GH4586合金在1 050 ℃、应变超过0.2时发生再结晶，在1 100 ℃、应变量0.5条件下发生完全再结晶，综合给出了热成形温度应选择在1 050～1 150 ℃之间，应变量大于0.3的工艺范围，但这一工艺参数选择范围较宽，难以精确指导实际生产。现有涡轮盘模锻件在电动螺旋压力机上由棒料直接成形，变形温度为1 080～1 100 ℃，主要存在的问题有：①棒料直接成形，涡轮盘不同位置应变量差异较大，导致组织分布不均匀，心部晶粒度4～6级，边缘晶粒度6～10级；②电动螺旋压力机成形速率较快，涡轮盘心部受变形热效应的温升作用，实际变形温度高，心部组织较为粗大[10]，甚至有3～4级的较粗大晶粒；③涡轮盘力学性能稳定性较差。

锻件的组织和性能是涡轮盘质量的前提和基础，因此，为满足发动机研制需求、进一步提升涡轮盘的可靠性，开展GH4586合金涡轮盘微观组织均匀性提升研究具有十分重要的意义。……