GH4169
發(fā)布時間:2020/11/25 點擊量:
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GH4169高溫合金是以體心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀強化的鎳基高溫合金。
概況:
GH4169高溫合金在-253~700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩(wěn)定性,能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件,在宇航、核能、石油工業(yè)中,在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝特別敏感,掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關(guān)系,可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程,就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等。可制成盤、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機匣等零部件在航空上長期使用。
GH4169材料牌號GH4169(GH169) GH4169相近牌號Inconel718(美國),NC19FeNb(法國)
GH4169化學(xué)成分:
材料號:GH4169標(biāo)準(zhǔn):GB/T
鎳Ni:50——55
鉻Cr:17——21
鐵Fe:余量5
碳C:≤0.08
錳Mn:≤0.35
硅Si:≤0.35
硫S:≤0.1
鉬Mo:2.8-3.3
鈮鉭≤4.75-5.5
銅Cu≤0.3
鈦Ti≤0.7——1.15
鋁Al≤0.2——0.8
該合金的化學(xué)成分分為3類:標(biāo)準(zhǔn)成分、優(yōu)質(zhì)成分、高純成分。優(yōu)質(zhì)成分的在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上降碳增鈮,從而減少碳化鈮的數(shù)量,減少疲勞源和增加強化相的數(shù)量,提高抗疲勞性能和材料強度。同
時減少有害雜質(zhì)和氣體含量。高純成分是在優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上降低硫和有害雜質(zhì)的含量,提高材料純度和綜合性能。
核能應(yīng)用的GH4169合金,需控制硼含量(其他元素成分不變),具體含量由供需雙方協(xié)商確定。當(dāng)ω(B)≤0.002%時,為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別,合金牌號為GH4169A。
熱處理制度:
合金具有不同的熱處理制度,以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數(shù)量,從而獲得不同級別的力學(xué)性能。
合金熱處理制度分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。經(jīng)此制度處理的材料晶粒粗化,晶界和晶內(nèi)均無δ相,存在缺口敏感性,但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。
Ⅱ:(950~980)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。經(jīng)此制度處理的材料有δ相,有利于消除缺口敏感性,是最常用的熱處理制度,也稱為標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。
Ⅲ:720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。經(jīng)此制度處理后,材料中的δ相較少,能提高材料的強度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。
GH4169品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài):可以供應(yīng)模鍛件(盤、整體鍛件)、餅、環(huán)、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等、交貨狀態(tài)由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤狀交貨
6. 交貨期。
通過以上進行確認(rèn),并索取我公司報價單。在我公司產(chǎn)品鋼種規(guī)格范圍內(nèi),我公司會立即給您一個完整的報價單,在您的傳真文件或郵件上,請清晰地寫下公司名稱、聯(lián)系電話或。以便我公司回復(fù)聯(lián)系
1. 交貨狀態(tài):鍛造、鑄態(tài)、退火態(tài)、固溶態(tài)、時效態(tài);
2. 外觀狀態(tài):黑皮態(tài)、車光態(tài)、磨光態(tài)、酸洗態(tài);
3. 尺寸規(guī)格:公稱尺寸、公差范圍、定尺、不定尺、標(biāo)準(zhǔn)尺寸;
4. 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):GJB/T、GB/T、ASTM、ASME、JIS、JS、DIN、其它;
5. 訂貨量;
GH4169熔煉和鑄造工藝-合金的冶煉工藝分為3類:真空感應(yīng)加電渣重熔;真空感應(yīng)加真空電弧重熔;真空感應(yīng)加電渣重熔加真空電弧重熔??筛鶕?jù)零件的使用要求,選擇所需的冶煉工藝,滿足應(yīng)用要求。
特殊要求:
制造航空和航天發(fā)動機中的各種靜止件和轉(zhuǎn)動件,如盤、環(huán)件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃?xì)鈱?dǎo)管、密封元件等和焊接結(jié)構(gòu)件;制造核能工業(yè)應(yīng)用的各種彈性元件和格架;制造石油和化工領(lǐng)域應(yīng)用的零件及其他零件。近年來,在對該合金研究不斷深化和對該合金應(yīng)用不斷擴大的基礎(chǔ)上,為提高質(zhì)量和降低成本,發(fā)展了很多新工藝:真空電弧重熔是采用氦氣冷卻工藝,有效減輕鈮偏析;采用噴射成型工藝,生產(chǎn)
環(huán)件,降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期;采用超塑成型工藝,擴大產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。
GH4169熔化溫度范圍1260~1320℃。
GH4169密度ρ=8.24g/cm3。
GH4169磁性能合金無磁性。
GH4169相變溫度
γ"相是該合金的主要強化相,其最高穩(wěn)定溫度是650℃,開始固熔溫度為840~870℃,完全固熔溫度是950℃,γ′相也是該合金的強化相,但數(shù)量少于γ"相,其析出溫度是600℃,完全熔解溫度是840℃;δ相的開始析出溫度是700℃,析出峰溫度是940℃,980℃開始熔解,完全熔解溫度是1020℃。
合金組織結(jié)構(gòu):
合金標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的組織由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組成。γ"(Ni3Nb)相是主要強化相,為體心四方有序結(jié)構(gòu)的亞穩(wěn)定相,呈圓盤狀在基體中彌散共格析出,在長期時效或長期應(yīng)用期間,有向δ相轉(zhuǎn)變的趨勢,使強度下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數(shù)量次于γ"相,呈球狀彌散析出,對合
金起一部分強化作用。δ相主要在晶界析出,其形貌與鍛造期間的終鍛溫度有關(guān),終鍛溫度在900℃,形成針狀,在晶界和晶內(nèi)析出;終鍛溫度達(dá)930℃,δ相呈顆粒狀,均勻分布;終鍛溫度達(dá)950℃,δ相呈短棒狀,分布于晶界為主;終鍛溫度達(dá)980℃,在晶界析出少量針狀δ相,鍛件出現(xiàn)持久缺口敏感性。終鍛溫度達(dá)到1020℃或更高,鍛件中無δ相析出,晶粒隨之粗化,鍛件有持久缺口敏感性。鍛造
過程中,δ相在晶界析出,能起到釘扎作用,阻礙晶粒粗化。L相是變形GH4169合金中不允許存在的相,該相富鈮,存在于鑄錠枝晶間,降低鑄錠初熔點,鑄錠中L相固溶溫度和均勻化時間的關(guān)系。
GH4169工藝性能與要求因GH4169合金中鈮含量高,合金中的鈮偏析程度與冶金工藝直接相關(guān)。電渣重熔和真空電弧熔煉的熔煉速度和電極棒的質(zhì)量狀態(tài)直接影響材質(zhì)的優(yōu)劣。熔速快,易形成富鈮的黑斑;熔速慢,會形成
貧鈮的白斑;電極棒表面質(zhì)量差和電極棒內(nèi)部有裂紋,均易導(dǎo)致白斑的形成,所以,提高電極棒質(zhì)量和控制熔速及提高鋼錠的凝固速率是冶煉工藝的關(guān)鍵因素。為避免鋼錠中的元素偏析過重,至今采用的鋼錠直徑不大于508mm。
均勻化工藝必須確保鋼錠中的L相完全熔解。鋼錠兩階段均勻化和中間坯二次均勻化處理的時間,根據(jù)鋼錠和中間坯的直徑而定。均勻化工藝的控制與材料中的鈮偏析程度直接相關(guān)。目前生產(chǎn)中采用的1160℃,20h±1180℃,44h的均勻化工藝,尚不足以消除鋼錠中心的偏析,因
此建議采用以下均勻化工藝:
1.1150~1160℃,20~30h+1180~1190℃,110~130h;
2.1160℃,24h+1200℃,70h[20]。
經(jīng)均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能,鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。鍛件的鍛造工藝應(yīng)根據(jù)鍛件使用狀況和應(yīng)用要求,結(jié)合生產(chǎn)廠的生產(chǎn)條件而定。開坯和生產(chǎn)鍛件是,中間退火溫度和終鍛溫度必須根據(jù)零件所要求的組織狀態(tài)和性能來確定,一般情況下,鍛造的終鍛溫度控制在930~950℃之間為宜。
GH4169焊接性能:
合金具有滿意的焊接性能,可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接。對直接時效狀態(tài)的零部件,推薦采用慣性摩擦焊以保持其強化效果,選用合適的摩擦焊工藝參數(shù),在保留細(xì)晶組織的同時,焊縫邊緣及熱影響區(qū)還可以保留強化相γ′和γ"以及δ相,因此對接頭性
能無明顯影響,對直接時效的鍛件,可在鍛造狀態(tài)進行摩擦焊,焊后再進行直接時效處理(制度Ⅲ),可獲得持久強度很高的焊接接頭。
處理工藝:
航空零件的熱處理通常按1.5條規(guī)定的Ⅱ、Ⅲ兩種制度,即標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度和直接時效熱處理制度進行。再有技術(shù)依據(jù)的條件下,也可采用其他制度熱處理。按標(biāo)準(zhǔn)制度熱處理時,固溶處理可在950~
980℃范圍內(nèi),在選定的溫度±10℃下進行。
GH4169表面處理工藝:必要時可對零件表面局面進行噴丸強化、孔擠壓強化或螺紋滾壓強化工序,使零件在交變載荷條件下工作的壽命成倍增長。對要求噴涂耐磨封嚴(yán)涂層的零件,可采用等離子噴涂或爆炸噴涂工藝,以爆炸噴涂為佳,爆炸噴
涂涂層與基體結(jié)合強度高,涂層致密、硬度高、孔隙率低,耐磨性好。
GH4169切削加工與磨削性能:合金可滿意地進行切削加工。機械加工時必須確保圓弧達(dá)到設(shè)計要求和平滑過渡,不允許在機械加工、裝配或運輸中出現(xiàn)尖角
、坑與劃傷缺口,因為在這些缺陷出,可形成過量的應(yīng)力集中,在使用中會導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。
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