GH4090工藝性能GH90

GH4090
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一、GH4090介紹：
GH4090是Ni-Cr-Co基沉淀硬化型變形高溫合金，使用920攝氏度，合金在815-870攝氏度具有較高的抗拉強度和抗蠕變能力、良好的抗氧化和耐腐蝕性能，在冷熱反復(fù)交替作用下有較高的疲勞強度，合金具有良好的加工焊接性能。
二、GH4090應(yīng)用和特性：
GH4090適合用于發(fā)動機的高溫彈簧元件、高溫緊固件、燃燒室卡圈和止動銷等零部件。
三、GH4090相近牌號：

高溫新名稱	高溫舊名稱	耐蝕新名稱	耐蝕舊名稱	國標(biāo)牌號
GH4090	GH90
日本JIS	美標(biāo)ASTM	美標(biāo)UNS、SAE	德標(biāo)DIN	歐洲EN

四、GH4090化學(xué)成分：

碳C	硅Si	錳Mn	磷P	硫 S	鉻Cr
≤0.13	≤0.8	≤0.4	≤0.02	≤0.015	18-21
鎳Ni	鋅Zr	鈷Co	銅Cu	鐵Fe	鈮Nb
余	≤0.15	15-21	≤0.2	≤1.5	-
硼B(yǎng)	鈦Ti	鋁Al	釩 V	鎢W	鈰Ce
≤0.02	2-3	1-2	-	-	≤0.01

注：絲材規(guī)定ω(pb)≤0.0010%。
5、GH4090鈷基合金熱處理制度：
(1)、GH4090鈷基合金冷拉棒材：1080℃±10℃,保溫時間見表1-2，空冷或水冷+750℃±10℃,4h,空冷。
表1-2

直徑或較小截面尺寸/mm	≤3	>3～6	>6～12.5	>12.5～25
t/h	1	2	4	8

(2) 、 GH4090薄板和帶材（軟態(tài)）：軟化處理1100～1150℃，1～10min，適當(dāng)介質(zhì)中冷卻＋750℃±10℃,4h,空冷。
(3)、GH4090薄板和帶材（硬態(tài)）：700～725℃,4h,空冷。
(4)、GH4090彈簧用冷拉絲材：600℃±10℃，16h，空冷或650℃±10℃，4h，空冷。
(5)、GH4090冷拉和固溶處理的彈簧絲材：1080℃±10℃,8h,空冷＋700～750℃，4h，空冷。
(6)、GH4090品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：供應(yīng)直徑或內(nèi)切圓直徑不大于25mm的冷拉棒材或冷拉六角棒材；厚度不大于4mm的冷軋薄板和厚度不大于0.8mm的冷軋帶材；直徑不大于8mm的彈簧用冷拉絲材。冷拉棒材的供應(yīng)狀態(tài)按用途分為：鐓鍛用棒以冷拉磨光狀態(tài)交貨（當(dāng)需方需求以固溶狀態(tài)交貨時，應(yīng)在合同中注明）；機加工用棒材經(jīng)固溶并除氧化皮狀態(tài)交貨。冷軋薄板和帶材（軟態(tài)）經(jīng)軟化處理、堿酸洗、切邊后交貨；冷軋薄板和帶材（硬態(tài)）以冷軋、切邊后交貨。彈簧用絲材以冷拉狀態(tài)或冷拉后固溶處理狀態(tài)交貨。
(7)、GH4090熔煉與鑄造工藝：合金采用下列四種工藝之一進行熔煉：
(1)感應(yīng)熔煉加電渣重熔；
(2)真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔；
(3)真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔；
(4)真空感應(yīng)熔煉。
(8)、GH4090應(yīng)用概況與特殊要求：該合金在發(fā)動機上用作高溫彈簧元件、高溫緊固件、燃燒室
卡圈、止動銷等零部件。在國外還用作渦輪工作葉片、渦輪盤等零部件。
二、GH4090物理及化學(xué)性能：
1、GH4090熱性能：
(1)、GH4090熔化溫度范圍：熔點1400℃^[1]。
(2)、GH4090熱導(dǎo)率：見表2-1。
表2-1^[1]

θ/℃	600	700	800
λ/(W/(m·℃))	21.76	23.93	25.57

(3)、GH4090線膨脹系數(shù)：見表2-2。
表2-2^[2]

θ/℃	20～100	20～200	20～300	20～400	20～500	20～600	20～800	20～900
α₁/10^-6℃^-1	12.71	13.09	13.51	14.04	14.52	15.03	16.36	17.38

2、GH4090密度：ρ=8.20g/cm3。
3、GH4090磁性能：合金無磁性。
4、GH4090化學(xué)性能：合金在1040℃以下具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性能；在1040℃以上時易產(chǎn)生晶間氧化。
三、GH4090力學(xué)性能：
1、 GH4090技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能：
(1)、GH4090冷拉棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。
表3-1

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)	θ/℃	拉伸性能			持久性能
		σ_b/MPa	σ_P0.2/MPa	δ₅/%	σ/MPa	t/h
		不小于
WS9 7016-1996	650	820	590	8	-	-
	870	-	-	-	140	≥30

注：固溶狀態(tài)供應(yīng)的棒材，力學(xué)性能試樣只進行時效處理。
(2)、 GH4090冷軋薄板和帶材（軟態(tài)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-2。
表3-2

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)	θ/℃	成品厚度/mm	拉伸性能			硬度HV	持久性能
			σ_b/MPa	σ_P0.2/MPa	δ₅/%		σ/MPa	t/h
			不小于
WS9 7087-1996	室溫	0.25～0.35	1080	695	15	≥280	-	-
		>0.35～0.45	1080	695	20
		>0.45	1080	695	25
	870	所有	-	-	-	-	140	≥30

注：持久試驗的試樣熱處理制度：供應(yīng)狀態(tài)＋1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±10℃,16h,空冷。
(3)、GH4090冷軋薄板和帶材（硬態(tài)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-3。
表3-3

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)	θ/℃	拉伸性能
		σ_b/MPa	σ_P0.2/MPa
WS9 7086-1996	室溫	1390～1620	≥1030

(4)、GH4090彈簧用絲材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-4。
表3-4

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)	θ/℃	成品厚度/mm	拉伸性能			持久性能
			σ_b/MPa	σ_P0.2/MPa	δ₅/%	σ/MPa	t/h
			不小于			σ/MPa	t/h
WS9 7014-1996	室溫	≤1.0	1540	-	-	-	-
		>1.0～5.0	1390	1160	-
		>5.0～8.0	1310	1000	10
	870	坯料	-	-	-	140	≥30
WS9 7015.1-1996	室溫	>0.44～0.99	1080	-	15	-	-
	室溫	>0.99～8.0	1080	-	15	-	-
	870	坯料	-	-	-	140	≥30

注：進行持久試驗的坯料熱處理制度：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±10℃,16h,空冷。
2、GH4090生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)：GH4090冷拉棒材650℃拉伸性能的統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-5。
表3-5

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)	冶煉工藝	650℃拉伸性能
		σ_b/MPa	σ_P0.2/MPa	δ_50mm/%

WS9 7016-1996	真空感應(yīng)加電渣	975	670	24

四、GH4090組織結(jié)構(gòu)：
1、GH4090相變溫度，
2、GH4090時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線，
3、GH4090合金組織結(jié)構(gòu)：合金的主要強化相是γ′-Ni3(Al、Ti)，在晶內(nèi)以大小不同的方形顆粒狀析出，在晶界上也可見到這種形狀的γ′相。碳化物在晶界上呈不連續(xù)的鏈狀析出[2]。
五、GH4090工藝性能與要求：
1、 GH4090成形性能：合金在鍛造時易產(chǎn)生內(nèi)裂，不允許重錘打擊，不允許低溫倒棱。鋼錠裝爐溫度不高于700℃，最終加熱溫度1150℃±10℃，開鍛溫度不低于1060℃，終鍛溫度不低于950℃。軋制加熱溫度1160℃，終軋溫度不低于950℃。冷拔材在最終中間退火后應(yīng)進行8%～12%的冷變形。
2、GH4090焊接性能：合金在固溶狀態(tài)可進行惰性氣體保護鎢極電弧焊及閃光對焊。
3、GH4090零件熱處理工藝：零件的熱處理工藝按相應(yīng)的材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的熱處理制度進行。
4、GH4090表面處理工藝
六、GH4090彈性模量：

彈性模量E/GPa

225

184

175

七、GH4090加工處理和焊接性能:
合金在固溶狀態(tài)下有良好的機械加工性能，在時效處理后使用堅硬刀具按規(guī)定進刀量慢速加工。合金在固溶狀態(tài)下可進行惰性氣體保護鎢極電弧焊和閃光對焊。
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