GH4169合金主要用F生產(chǎn)航空發(fā)動機用渦輪盤。渦輪盤是I類零件，在發(fā)動機中，十分重要。因此，設(shè)計部門對GH4169合金材質(zhì)提出了較高的要求。如FWS1O發(fā)動機用DA盤要求元素含量為:ω(S)^0.002%,ω(Bi)<0.00003%,ω(Pb)<0.0005%等為提高GH4169合金冶金質(zhì)量，冶金廠對原材料進行了嚴(yán)格控制和管理冶煉時精選原材料,控制原材料中雜質(zhì)元素的含量，同時注意爐齡和爐況。在此基礎(chǔ)上，冶金廠結(jié)合技術(shù)改造對冶煉工藝進行了優(yōu)化,并成功開發(fā)了真空感應(yīng)其空自耗電渣氣保護和真空感應(yīng)，電渣電熔+真空自耗(氮氣冷卻)三聯(lián)冶煉工藝,降低了合金中雜質(zhì)元素和氣體的含量。冶煉工藝也更加成熟和穩(wěn)定，合金錠頭部和尾部的鋁、鈦含量相差不大，基本消除了GH4J69臺金中存在的從偏析條帶，“黑斑”和“白斑”等冶金缺陷也得以有效控制。根據(jù)FWS10發(fā)動機不同零件的工況和使用要求，對GH4169合金的成分控制有三種要求，其差異主要表現(xiàn)在碳、銅、硫、氣體和痕量元素含量的不同控制標(biāo)準(zhǔn)中(表3)。

GH4169合金鍛件加工難易程度

表3顯示提高GH4169合金材料純度主要表現(xiàn)在降碳、降硫、降低痕量元素與氣體的含量。降碳是為了提高GH4169合金的強度和疲勞性能;降硫是為了提髙合金的塑件和蠕變持久壽命;降低痕量元素的允許限是為了提高材料的純潔度，達(dá)到延長材料和零件應(yīng)用壽命及提高發(fā)動機安全可靠性的目的;降低氣體元素的允許含量，有利于提髙材料的延性和韌性。

表3化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）

注FWS10用材料型號標(biāo)準(zhǔn)中已將碳含量的下限降至0.015%,

目前國內(nèi)高溫合金冶金廠可以冶煉出高質(zhì)量的高純化學(xué)成分的GH4169合金，使我國高溫合金的冶煉水平較十年前上了一個臺階。

GH4169合金加工工藝不斷完善

“十五”期間，隨著冶金廠對冶煉設(shè)備和開坯設(shè)備的技術(shù)改造，我國已生產(chǎn)出直徑達(dá)Φ660mm的優(yōu)質(zhì)GH4169合金真空自耗錠。而十年前，我國生產(chǎn)的最大的GH4169合金鋼錠直徑為508mm。這主要歸功于冶金廠從國外引進了先進的帶氮氣冷卻的真空自耗爐，因為冶煉含祝量較髙的GH4169合金,鋼錠的冷卻速率必須達(dá)到一定水平，才不會產(chǎn)生冶金缺陷“黑斑”，所以鋼錠的冷卻方式的改進使冶煉大直徑的GH4169合金成為可能。GH4169合金材質(zhì)的提高，為進一步改進熱加工工藝奠定了基礎(chǔ)。通過改進熱加工工藝，使GH4169合金的開坯火次從十年前的8火縮減到現(xiàn)在的3火，開坯后棒段的晶粒度從ASTM5?6級細(xì)化為ASTM7?8級，在縮短開坯時間的同時改善了棒材的組織和性能，提高廠生產(chǎn)效率-同時，針對也Φ100?Φ150mm的棒材在錘鍛過程中組織很誰控制的特點，冶金廠對GH4169合金的精鍛加工工藝進行了初步研究，為今后深入開展GH4169合金的精鍛加工工藝奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)合WP14和FWS10發(fā)動機用GH4169合金盤鍛件的研制，對GH4169合金盤鍛件的模鍛工藝不斷完善。如在西南鋁業(yè)（集團）有限責(zé)任公司，對GH4169合金棒段及圓餅的裝爐位置.裝爐方式、轉(zhuǎn)移時間、包套材料、壓下量等工藝參數(shù)都有嚴(yán)格的規(guī)定;對30000t水壓機進行了改造，提高了控制精度,減小了渦輪盤的欠壓量;優(yōu)化了包套材料，選用了塑性更好的包套材料,代替了使用多年的硅酸鋁纖維板。通過優(yōu)化和穩(wěn)定模鍛工藝，生產(chǎn)出滿足WP14和FWS10發(fā)動機使用的GH4169合金盤鍛件,并具備一定的批牛產(chǎn)能力;尤其是研制的I）A高壓渦輪盤，盤件直徑達(dá)600mm以上，是目前國內(nèi)性能最高的GH4169合金盤件，盤件性能達(dá)到美國GE公司技術(shù)條件要求。同時，在100tm和63tm對擊錘上模鍛GH4169臺金盤鍛件的技術(shù)也得到穩(wěn)步提高，成功生產(chǎn)岀一定數(shù)量的DAGH4169合金盤鍛件，滿足了發(fā)動機的使用要求。

為使GH4169合金鍛件組織更加均勻、性能更加穩(wěn)定，國內(nèi)利用3000I和8000r等溫鍛設(shè)備對GH4169合金的熱模鍛造工藝進行了研究，初步獲得了冷模組織較少、組織均勻、晶粒細(xì)小的GH4169合金盤鍛件，為“十一五”期間深入開展GH4169合金熱模鍛造工藝奠定了良好的基礎(chǔ)。

我國GH4169合金的發(fā)展與應(yīng)用，為進一步提高發(fā)動機的安全可靠性，在鍛造工藝制定和模具設(shè)計上大膽創(chuàng)新，選用變截面原材料，并采取局部胎模鍛造的特殊優(yōu)化工藝和相應(yīng)措施，國內(nèi)首次成功鍛造廣組織性能優(yōu)良、長度達(dá)1.6m以上的盤軸一體的大型長軸類GH4169合金鍛件,滿足了發(fā)動機的需求。同時，首次研制出規(guī)格為Φ610mm*Φ450mmX80mm的GH4169合金高強厚壁環(huán)形鍛件。環(huán)形鍛件主體部位為ASTM8?K）級的比較均勻的晶粒組織,鍛件的常規(guī)力學(xué)性能、高溫低周疲勞性能和蠕變性能良好。

為生產(chǎn)形狀復(fù)雜的GH4169合金，對GH4169合金的超塑成形工藝進行廠研究,確定了GH4169合金的超塑成形溫度和應(yīng)變速率范圍等工藝參數(shù)，并用超塑成形工制備出宇航飛行器用GH4169臺金燃?xì)饧掀?。該燃?xì)饧掀魍ㄟ^了30MPa液壓壓力、保壓10min的打壓試驗。

GH4169合金的特薄壁管成形十分困難。近年國內(nèi)通過將GH4169合金板材滾彎焊接成簡形旋壓坯，再經(jīng)過強力旋壓成形制成fGH4169特薄壁管一并利用GH4169合金特薄壁管順利地制成波紋管。

此外,GH4169合金葉片、板材、絲材、帶材及火箭發(fā)動機用氫氧渦輪轉(zhuǎn)子等產(chǎn)品的加工工藝在過去十年中也更加成熟和穩(wěn)定，滿足了多種型號航空、航天發(fā)動機的需求，并在核能和石化領(lǐng)域得到了一定程度的應(yīng)用。