GH4169高溫合金,GH4169化成分,GH4169材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
GH4169高溫合金體心四方γ"和面心立方γ′鎳基高溫合金相沉淀強(qiáng)化。
GH4169高溫合金-253~700℃綜合性能好,溫度范圍650℃以下屈服強(qiáng)度在變形高溫合金中排名第一,具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕、加工性能、焊接性能和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性,可在宇航、核能、石油工業(yè)中制造各種形狀復(fù)雜的部件,已廣泛應(yīng)用于上述溫度范圍內(nèi)。合金的另一個(gè)特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感,掌握組織與工藝、性能之間的相互分析和溶解規(guī)律,可根據(jù)不同的使用要求制定合理可行的工藝程序,獲得各種零件,可滿足不同的強(qiáng)度水平和使用要求。合金的另一個(gè)特點(diǎn)是,合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感,掌握組織與工藝和性能之間的相互分析和溶解規(guī)律,可以根據(jù)不同的使用要求制定合理可行的工藝程序,獲得各種零件,可以滿足不同的強(qiáng)度水平和使用要求。供應(yīng)的品種包括鍛件、鍛造棒、軋制棒、冷軋棒、圓蛋糕、件、板、帶、絲、管等??芍瞥杀P、環(huán)、葉、軸、緊固件、彈性元件、板結(jié)構(gòu)件、機(jī)箱等部件在航空上長(zhǎng)期使用。
GH4169材料牌號(hào)GH4169(GH169) GH4169相近牌號(hào)Inconel718(美國(guó)),NC19FeNb(法國(guó))
GH4169化學(xué)成分:
材料號(hào):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)成分分為標(biāo)準(zhǔn)成分、優(yōu)質(zhì)成分和高純度成分三類。在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上,優(yōu)質(zhì)成分可以減少碳化鈮的數(shù)量,減少疲勞源,增加強(qiáng)化相的數(shù)量,提高抗疲勞性和材料強(qiáng)度。在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上,優(yōu)質(zhì)成分可以減少碳化鈮的數(shù)量,減少疲勞源,增加強(qiáng)化相的數(shù)量,提高抗疲勞性和材料強(qiáng)度。
減少有害雜質(zhì)和氣體的含量。在優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,降低硫和有害雜質(zhì)的含量,提高材料的純度和綜合性能。
核能應(yīng)用的GH4169合金需要控制硼含量(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(shí),與航天工業(yè)有關(guān)GH4169合金不同,合金牌號(hào)為GH4169A。
熱處理系統(tǒng):
合金控制晶粒度,控制合金有不同的熱處理系統(tǒng)δ形狀、分布和數(shù)量,從而獲得不同層次的力學(xué)性能。
合金熱處理系統(tǒng)分為三類:
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。該系統(tǒng)處理的材料晶粒粗化,晶界和晶內(nèi)無δ缺口敏感,但有利于提高沖擊性能,抵抗低溫氫脆性。
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。該系統(tǒng)處理的材料包括δ是最常用的熱處理系統(tǒng),又稱標(biāo)準(zhǔn)熱處理系統(tǒng),有利于消除缺口敏感性。
Ⅲ:720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。該系統(tǒng)處理后,材料中的材料δ可以提高材料的強(qiáng)度和沖擊性能。該系統(tǒng)又稱直接及時(shí)熱處理系統(tǒng)。
GH4169品種規(guī)格及供應(yīng)狀態(tài):模鍛件(盤、整體鍛件)、蛋糕、環(huán)、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、形狀、尺寸相同的緊固件、彈性元件等。交貨狀態(tài)由供需雙方商定。絲綢以約定的交付狀態(tài)盤狀交付
GH4169熔鑄工藝-合金冶煉工藝分為真空感應(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、真空電弧重熔三類。可根據(jù)零件的使用要求選擇所需的冶煉工藝,以滿足應(yīng)用要求。
特殊要求:
制造盤、環(huán)、箱、軸、葉片、緊固件、彈性元件、,如盤、環(huán)、箱、軸、葉片、緊固件、彈性部件、氣體導(dǎo)管、密封部件和焊接結(jié)構(gòu)部件;制造核能工業(yè)應(yīng)用的各種彈性部件和框架;制造石油和化工應(yīng)用的部件和其他部件。近年來,在深化合金研究和擴(kuò)大合金應(yīng)用的基礎(chǔ)上,開發(fā)了許多提高質(zhì)量、降低成本的新工藝:真空電弧重熔采用氦冷卻工藝,有效減少鈮分析;噴射成型工藝、生產(chǎn)
環(huán)件,降低生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)周期;采用超塑成型工藝,擴(kuò)大產(chǎn)品生產(chǎn)范圍。
GH1260~132℃。
GH4169密度ρ=8.24g/cm3。
GH4169磁性合金無磁性。
GH4169相變溫度
γ"其最高穩(wěn)定溫度為650℃,固熔溫度為840~870℃,完全固熔溫度為950℃,γ′相也是合金的強(qiáng)化相,但數(shù)量少于γ"相,其沉淀溫度為600℃,完全熔化溫度為840℃;δ開始沉淀溫度為700℃,沉淀峰溫為940℃,980℃完全熔化溫度為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。
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)相是主要的強(qiáng)化相,是體心四方有序結(jié)構(gòu)的亞穩(wěn)定相,在基體中呈圓盤彌散共格沉淀,在長(zhǎng)期時(shí)效或長(zhǎng)期應(yīng)用期間有向δ相變趨勢(shì)降低了強(qiáng)度。γ′(Ni3(Al、Ti))相數(shù)次于γ"對(duì)合
金起到部分強(qiáng)化作用。δ相主要在晶界沉淀,其形狀與鍛造過程中的最終鍛造溫度有關(guān),最終鍛造溫度為900℃,在晶界和晶內(nèi)形成針狀,最終鍛造溫度達(dá)到930℃,δ顆粒狀,分布均勻;最終鍛造溫度達(dá)到950℃,δ呈短棒狀,主要分布在晶界;最終鍛造溫度達(dá)到980℃,在晶界沉淀少量針狀δ鍛件有持久缺口敏感性。最終鍛造溫度達(dá)到1020℃或更高,鍛件中沒有δ晶粒粗化,鍛件具有持久缺口敏感性。鍛造
過程中,δ晶界沉淀可起到釘扎作用,阻礙晶粒粗化。L相是變形GH不允許存在于4169合金中的相,在鑄錠枝晶間存在,降低了鑄錠初熔點(diǎn)、鑄錠中L相固溶溫度和均勻化時(shí)間的關(guān)系。
GH由于4169工藝性能和要求GH4169合金中鈮含量高,與冶金工藝直接相關(guān)。熔化速度和電極棒的質(zhì)量直接影響材料的質(zhì)量。熔速快,容易形成富鈮黑斑;熔速慢,會(huì)形成
鈮白斑;電極棒表面質(zhì)量差,電極棒內(nèi)裂紋,容易導(dǎo)致白斑形成。因此,冶煉過程的關(guān)鍵因素是提高電極棒的質(zhì)量,控制熔化速度,提高鋼錠的凝固速率。為避免鋼錠中元素偏析過多,鋼錠直徑不大于508mm。
均勻化工藝必須保證鋼錠中的L相完全熔化。根據(jù)鋼錠和中間坯的直徑,鋼錠兩階段均勻化和中間坯二次均勻化。均勻化工藝的控制直接關(guān)系到材料中的鈮偏析程度。目前生產(chǎn)中使用的1160℃,20h±1180℃,44h由于鋼錠中心的偏析,均勻化工藝不足以消除
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]。
均勻處理的合金具有良好的熱加工性能,鋼錠的加熱溫度不得超過1120℃。
均勻處理的合金具有良好的熱加工性能,鋼錠的加熱溫度不得超過1120℃。鍛件鍛造工藝應(yīng)根據(jù)鍛件的使用情況和應(yīng)用要求,結(jié)合生產(chǎn)廠的生產(chǎn)條件。開坯和鍛件生產(chǎn)是指中間退火溫度和最終鍛件溫度必須根據(jù)零件要求的組織狀態(tài)和性能來確定。一般來說,鍛件的最終鍛件溫度控制在930~950℃之間為宜。
GH4169焊接性能:
合金焊接性能滿意,可采用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點(diǎn)焊等方法焊接。對(duì)于直接及時(shí)狀態(tài)的零件,建議采用慣性摩擦焊,以保持其強(qiáng)化效果,并選擇合適的摩擦焊工藝參數(shù)。在保留細(xì)晶組織的同時(shí),還可以保留焊縫邊緣和熱影響區(qū)域的強(qiáng)化相γ′和γ"以及δ因此,對(duì)接頭性
直接時(shí)效鍛件可在鍛造狀態(tài)下摩擦焊接,焊接后直接時(shí)效處理(系統(tǒng))Ⅲ),可獲得耐久強(qiáng)度高的焊接接頭。
處理工藝:
航空零件的熱處理通常按照1.5條的規(guī)定進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ兩種制度,即標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度和直接及時(shí)熱處理制度。
處理工藝:
航空零件的熱處理通常按照1.5條的規(guī)定進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ兩種系統(tǒng),即標(biāo)準(zhǔn)熱處理系統(tǒng)和直接及時(shí)熱處理系統(tǒng)。在技術(shù)依據(jù)下,也可采用其他系統(tǒng)進(jìn)行熱處理。固溶處理可按標(biāo)準(zhǔn)制度進(jìn)行950~
980℃在所選溫度范圍內(nèi),±10℃下進(jìn)行。
GH4169表面處理工藝:必要時(shí),可對(duì)零件表面進(jìn)行噴丸強(qiáng)化、孔擠壓強(qiáng)化或螺紋滾壓強(qiáng)化,使零件在交替載荷條件下的工作壽命成倍增加。等離子噴涂或爆炸噴涂工藝可用于零件,可采用等離子噴涂或爆炸噴涂工藝,最好是爆炸噴涂和爆炸噴涂
涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度高,涂層致密,硬度高,孔隙率低,耐磨性好。
GH4169切削及磨削性能:合金可滿意切削。在機(jī)械加工過程中,必須確?;》显O(shè)計(jì)要求,過渡平穩(wěn),在機(jī)械加工、裝配或運(yùn)輸過程中不得出現(xiàn)尖角
、坑與劃傷缺口,因?yàn)樵谶@些缺陷中,會(huì)形成過度的應(yīng)力集中,在使用中會(huì)造成嚴(yán)重的事故。
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