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GH4169 有哪些性能
  • 發(fā)布日期:2018-11-07      瀏覽次數(shù):1211
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         GH4169高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度,GH4169良好的kangyang化和抗熱腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等,又被稱為“超合金,”廢話不多說,下面上海隆繼帶大家從不同的角度了解一下高溫合金GH4169的特性:
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      GH4169

      GH4169 概述
      該合金的另一特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感,掌握合金中向析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能的相互關(guān)系,可針對(duì)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(qiáng)度級(jí)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(jī)匣等零部件在航空上長(zhǎng)期使用。[1]
      1.1 GH4169 材料牌號(hào)
         GH4169(GH169)
      1.2 GH4169 相近牌號(hào)
         Inconel718(美國(guó)),NC19FeNb(法國(guó))
      1.3 GH4169 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
         GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》
         HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》
         Q6S 1034-1992 《高溫緊固件用GH4169合金棒材》
         Q3B 548-1996 《GH4169合金鍛件》
         Q3B 548-1996 《GH4169合金鍛件》
         Q3B 4048-1993 《YZGH4169合金棒材》
         Q3B 4050-1993 《GH4169合金板材》
         Q3B 4051-1993 《GH4169合金絲材》
         GBT14992-2005 《高溫合金》
      1.4 GH4169 化學(xué)成分
         該合金的化學(xué)成分分為3類:標(biāo)準(zhǔn)成分、成分、高純成分,件表1-1。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,減少疲勞源和增強(qiáng)強(qiáng)化相的數(shù)量,提高的含量,提高材料的純度和。
         核能應(yīng)用的GH4169合金,需控制硼的含量(元素成分不變),具體含量有工序雙方協(xié)商確定。當(dāng)ω(B)≤0.002%時(shí),為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別,合號(hào)為GH4169A。
         表1-1
      類別 C Cr Ni Co Mo Al Ti Fe
      標(biāo)準(zhǔn) ≤0.08 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余
      0.02~0.06 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余
      高純 0.02~0.06 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余



      類別 Nb B Mg Mn Si P S Cu Ca
      - - 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于
      標(biāo)準(zhǔn) 4.75~5.50 0.006 0.01 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.01
      5.00~5.50 0.006 0.01 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.01
      高純 5.00~5.50 0.006 0.005 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.005



      類別 Bi Sn Pb Ag Se Te Tl N O
      - 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于
      標(biāo)準(zhǔn) --- --- 0.0005 --- 0.0003 --- --- --- ---
      0.001 0.005 0.001 0.001 0.0003 --- --- 0.01 0.01
      高純 0.00003 0.005 0.001 0.001 0.0003 0.00005 0.0001 0.01 0.005


      1.5 GH4169 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(jí)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(duì)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)此制度處理后,材料中的δ相較少,能提高材料的強(qiáng)度和沖擊性能。該制度也稱為直接時(shí)效熱處理制度。
      1.6 GH4169 品種規(guī)格與狀態(tài)
         可供應(yīng)模鍛件(盤、盤整體鍛件)、餅、環(huán)、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等。交貨狀態(tài)有供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤裝交貨。
      1.7 GH4169 熔煉與鑄造工藝
         合金的冶煉工藝分為3類:真空感應(yīng)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。可根據(jù)零件的使用要求,選擇所需的冶煉工藝,滿足應(yīng)用要求。
      1.8 GH4169 應(yīng)用概況與特殊要求
         制造航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)中各種靜止件和轉(zhuǎn)動(dòng)件,如盤、環(huán)件、機(jī)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;制造何能工業(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)用的零件及零件。
         近年來,在對(duì)該合金研究不斷深化和對(duì)該合金應(yīng)用不斷擴(kuò)大的基礎(chǔ)上,為提高質(zhì)量和降低成本,發(fā)展了很多工藝:真空電弧重熔時(shí)采用氦氣冷卻工藝,有效的減輕鈮偏析;采用噴射成形工藝生產(chǎn)環(huán)件,降低成本和縮短生產(chǎn)周期;采用超塑成形工藝,擴(kuò)大產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。
      2 GH4169 物理及化學(xué)性能
      2.1 GH4169 熱性能
         2.1.1 GH4169 熔化溫度范圍 1260~1320℃
         2.1.2 GH4169 導(dǎo)熱率 見表2-1
         表2-1

      θ℃ 11 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
      λ(W(m?C)) 13.4 14.7 15.7 17.8 18.3 19.6 21.2 22.8 23.6 27.6 30.4

        
        2.1.3 GH4169 比熱容 見表2-2。
         表2-2
       

      θ℃ 300 400 500 600 700 800 900 1000
      c(J(kg?C)) 481.4 493.9 514.8 539.0 573.4 615.3 657.2 707.4


      2.1.4 GH4169 線膨脹系數(shù) 見表2-3。
      表2-3

      θ℃ 20~100 20~200 20~300 20~400 20~500 20~600 20~700 20~800 20~900 20~1000
      α10-6C-1 11.8 13.0 13.5 14.1 14.4 14.8 15.4 17.0 18.4 18.7


      2.2 GH4169 密度
      ρ=8.24gcm3
      2.3 GH4169 電性能
      2.4 GH4169 磁能型
         合金無磁性
      2.5 GH4169 化學(xué)性能
         2.5.1 GH4169 性能 在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見表2-4
         表2-4

      θ℃ 600 700 800 900 1000
      氧化速率(g(m3?h)) 0.0176 0.0277 0.0351 0.0961 0.1620


      3 GH4169 工藝性能與要求
      3.1 GH4169性能
      3.1.1 因GH4169合金中鈮含量高,合金中的鈮偏析成都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,已形成富鈮的黑斑;熔速慢,會(huì)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。品均化工藝必須確保鋼錠中的L相*溶解。鋼錠兩階段均勻化和中間坯二次均勻化處理的時(shí)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鈮的偏析成都直接相關(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,
      因此建議采用以下工藝:
      1.1150℃~1160℃,20h~30h+1180℃~1190℃,110h~130h;
      2.1160℃,24h+1200℃,70h。
      5.1.2 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)廠的條件而定。開坯和生產(chǎn)鍛件時(shí),中間退火溫度和終端溫度必須跟軍零件所需要的組織狀態(tài)和性能來確定,一般情況下,鍛造的終端溫度控制在930℃~950℃之間為宜。個(gè)類鍛件的鍛造溫度和變形程度見表5-1
      表3-1


      鍛件類別 次鍛造 次鍛造 第二次鍛造 第二次鍛造 晶粒度級(jí) 晶粒度級(jí)
      - 加熱溫度℃ 變形量% 加熱溫度℃ 變形量% 基本晶粒 個(gè)別大晶粒
      普通 1065~1090 --- 1040~1065 --- 4~6 允許
      高強(qiáng) 1040~1065 --- 1010~1040 30~50 8 ≥2
      直接時(shí)效 995~1025 >50 970~995 >50 10 ≥2


      GH4169 預(yù)熱
      工件在加熱之前和加熱過程中都必須進(jìn)行表面清理,保持表面清潔。若加熱環(huán)境含有硫、磷、鉛或低熔點(diǎn)金屬,GH4169合金將變脆。雜質(zhì)來源于做標(biāo)記的油漆、粉筆、潤(rùn)滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低,如液化氣和天然氣的雜質(zhì)含量要低于0.1%,城市煤氣的硫含量要低于0.25gm3,的硫含量低于0.5%是理想的。
      加熱的電爐要具有較的控溫能力,爐氣必須為中性或弱堿性,應(yīng)避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動(dòng)。
      GH4169 熱加工
      GH4169合金合適的熱加工溫度為1120-900℃,冷卻方式可以是水淬或快速冷卻方式,熱加工后應(yīng)及時(shí)退火以保證得到的性能。熱加工時(shí)材料應(yīng)加熱到加工溫度的上限,為了保證加工時(shí)的塑性,變形量達(dá)到20%時(shí)的終加工溫度不應(yīng)低于960℃。
      GH4169 冷加工
      冷加工應(yīng)在固溶處理后進(jìn)行,GH4169的加工硬化率大于奧氏體不銹鋼,因此加工設(shè)備應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整,并且在冷加工過程中應(yīng)有中間退火過程。
      GH4169 熱處理
      不同的固溶處理和時(shí)效處理工藝會(huì)得到不同的材料性能。由于γ”相的擴(kuò)散速率較低,所以通過長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)效處理能使GH4169合金獲得的機(jī)械性能。
      GH4169 打磨
      在GH4169工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除,需要用細(xì)砂帶打磨,在硝酸和的混合酸中酸洗之前,也要用砂紙去除氧化物或進(jìn)行鹽浴預(yù)處理。
      GH4169 機(jī)加工
      GH4169的機(jī)加工需在固溶處理后進(jìn)行,要考慮到材料的加工硬化性,與奧氏體不銹鋼不同的是, GH4169適合采用低表面切削速度。
      GH4169焊接
         沉淀硬化型的GH4169合金很適合于焊接,無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強(qiáng)度是這種材料的幾大優(yōu)點(diǎn)。
         GH4169適合于電弧焊、等離子焊等。在焊接前,材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號(hào)等,焊縫周圍25mm 范圍內(nèi)要打磨露出光亮的金屬。
         GH4169 推薦使用的焊接材料:
         GTAWGMAW
         Nicrofer S 5219
         W.-Nr. 2.4667
         SG-NiCr19NbMoTi
         AWS A 5.14 ERNiFeCr-2
         BS 2901 Part 5 NA 51
      4 GH4169 功能考核試驗(yàn)
         用該合金制造的渦、甩油盤、整體轉(zhuǎn)子、軸、緊固件等零件已按照發(fā)動(dòng)機(jī)所用的型號(hào)規(guī)范,在發(fā)動(dòng)機(jī)零、部件試驗(yàn)中通過了超轉(zhuǎn)、破裂、低循環(huán)疲勞試驗(yàn);通過了高空臺(tái)試車個(gè)長(zhǎng)期(壽命)試車及試飛發(fā)射的考核,達(dá)到了設(shè)計(jì)和應(yīng)用的要求。
      5 GH4169 使用建議
         推薦使用,使用中必須避免出現(xiàn)超過材料承受性能的應(yīng)力集中。

      通常包括磁性合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電性合金、貯氫合金(見貯氫材料)、形狀記憶合金、磁致伸縮合金等。
      主要為航天、航空、核能、石油民用工業(yè)提供結(jié)構(gòu)鍛件、餅材、環(huán)件、棒材、板材、管材、帶材和絲材.
      軟磁合金:
      1J22、1J36、1J50、1J76、1J77、1J79、1J85
      永磁合金:.
      2J4、2J21、2J31、2J63、2J83
      彈性合金:
      3J1、3J22、3J40、3J53、3J58、3J60、3J63
      膨脹合金:
      4J29、4J33、4J43、4J44、4J46、4J78
      此外,實(shí)際應(yīng)用中也常把一些新型合金劃入精密合金的范疇,如阻尼減振合金、隱身合金、磁記錄合金、超導(dǎo)合金、微晶非晶合金等。
      精密合金按其不同的物理性能又分為7類,即:軟磁合金、變形永磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電阻合金、熱電隅合金。絕大多數(shù)精密合金是以黑色金屬為基的,只有少數(shù)是以有色金屬為基的
      磁性合金包括軟磁合金和硬磁合金 (又稱永磁合金)。前者矯頑力低(m),后者矯頑力大(>104A/m)。常用的有工業(yè)純鐵、電工鋼、鐵鎳合金、鐵鋁合金、鋁鎳鈷系合金、稀土鈷系合金等。熱雙金屬是不同膨脹系數(shù)的兩層或兩層以上的金屬或合金沿整個(gè)接觸面彼此牢固結(jié)合而構(gòu)成的復(fù)合材料。高膨脹合金作主動(dòng)層,低膨脹合金作被動(dòng)層,中間可加入夾層。隨溫度的變化熱雙金屬可發(fā)生彎曲,用于制造熱繼電器、斷路器、家用電器啟動(dòng)器及化學(xué)工業(yè)和動(dòng)力工業(yè)用的液體、氣體控制閥等。
      電性合金包括精密電阻合金、電熱合金、熱電偶材料和電觸頭材料等,廣泛用于電工器件、儀器、儀表制造領(lǐng)域。磁致伸縮合金是具有磁致伸縮效應(yīng)的一類金屬材料,常用的有鐵基合金和鎳基合金,用于制造超聲和水聲換能器件、振蕩器、濾波器和傳感器等。

       

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