GH4169
一、GH4169概述
GH4169硬質耐熱合金材料是以體心四面八方的γ"和面心立米的γ′相沉積強化的鎳基常溫硬質耐熱合金材料,在-253~700℃溫度範圍圖內含有著優良的,650℃以內的妥協抗彎強度居變彎常溫硬質耐熱合金材料的*,并含有著優良的、抗光輻射、、耐腐化機械耐磨性,還有優良的手工加工機械耐磨性、點焊機械耐磨性和策劃 不穩性,也可以制做多種多樣的形狀麻煩的零部分,在宇航、原子能、原油使用量工業中,在這些溫度範圍圖內獲取了為普遍的操作。
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律及組織與工藝、性能間的相互關系,可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規程,就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。供應的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環件、板、帶、絲、管等。可制成盤、環、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結構件、機匣等零部件在航空上使用。
1.1GH4169裝修材料鋼號GH4169(GH169)
1.2GH4169同類類型Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169村料的新技術的標準
GJB2612-1996《對接焊用耐高溫各種合金冷不銹鋼拉絲材規范性》
HB6702-1993《WZ8產品系列用GH4169金屬棒材》
GJB3165 《航空航天承力件用中高溫和金熱軋鋼和鍛制棒材標準》
GJB1952 《航空運輸用溫度過高耐熱合金帶鋼板料規范標準》
GJB1953《 航空航天起主觀因素晃動件用室溫錳鋼帶鋼棒材技術規范》
GJB2612 《焊接生產用高熱各種合金冷壓模材管理規范》
GJB3317《 航空航天用持續高溫合金材料冷軋原材料要求》
GJB2297 《飛機用高熱鋁合金冷拔(軋)無縫對接管要求》
GJB3020 《南航用中高溫鎳鋼環坯規范了》
GJB3167 《冷鐓用溫度過高合金屬冷磨砂材標準規范》
GJB3318 《中國航空用高溫度各種合金熱軋帶材規范了》
GJB2611《 航天用高溫金屬冷拉棒材規程》
YB/T5247 《補焊用高溫環境耐熱合金冷拉絲工藝》
YB/T5249 《冷鐓用高溫環境不銹鋼冷壓模》
YB/T5245 《平凡承力件用高溫環境合金類冷軋和鍛制棒材》
GB/T14993《 推動配件用高溫合金材料熱扎棒材》
GB/T14994 《高溫鎳鋼冷拉棒材》
GB/T14995 《室溫耐熱合金軋鋼板》
GB/T14996 《高溫度硬質合金冷軋鋼板薄鋼板》
GB/T14997 《高溫合金鋼鍛制圓餅》
GB/T14998 《高溫天氣硬質合金坯件毛壞》
GB/T14992 《耐常溫不銹鋼和金屬質間有機化合物耐常溫建筑材料的區分和品種》
HB5199《 民航用高的溫度金屬冷軋鋼板薄鋼板》
HB5198 《飛機維修葉面用變行持續高溫硬質合金棒材》
HB5189 《航空公司葉輪用膨脹常溫鎳鋼棒材》
HB6072 《WZ8系類用GH4169鎳鋼棒材》
1.4GH4169檢查是否的基本組成組成組分該碳素鋼的檢查是否的基本組成組成組分可分成3類:規范規格的基本組成組成組分、更良好的基本組成組成組分、高純的基本組成組成組分,見表1-1。更良好的基本組成組成組分的在規范規格的基本組成組成組分的的基礎上上降碳增鈮,為了減低氧化鈮的總量,減低疲勞度源和延長強化相的總量,提生的性能和的食材效果。的同時減低有毒殘渣隨和體濃度。高純的基本組成組成組分是在更良好規范規格的基礎上上影響和有毒殘渣的濃度,提生的食材溶解度和。
核能應用的GH4169合金,需控制硼含量(元素成分不變),具體含量由供需雙方協商確定。當ω(B)≤0.002%時,為與宇航工業用的GH4169合金加以區別,合號為GH4169A。
表1-1[1] %
類目 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
細則 | ≤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 | |||||
優秀 | 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 | |||||
品類 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
太少于 | |||||||||||||
標準規定 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
高質 | 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 | 0.002 | 0.30 | 0.005 |
續表1-1%
類目 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
面積少于等于 | |||||||||
原則 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
創新型 | 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 |
1.5GH4169熱工作機制各種各種合金有區別的熱工作機制,以調節晶粒大小度、調節δ相形貌、區域和次數,故而得到區別級別的流體力學性能參數。各種各種合金熱工作機制分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?10℃,1h,油冷、空冷或水冷散熱器 720℃?5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃?5℃,8h,空冷。
經此制度處理的材料晶粒粗化,晶界和晶內均無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、空冷或散熱 720℃?5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃?5℃,8h,空冷。
經此制度處理的材料有δ相,有利于消除缺口敏感性,是常用的熱處理制度,也稱為標準熱處理制度。
Ⅲ:720℃?5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃?5℃,8h,空冷。
經此制度處理后,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。
1.6GH4169平種外形外形尺寸和產生信息感覺能產生信息模鍛件(盤、整個鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、不一外觀和外形尺寸的鎖緊件、優質的配置開關元件等、提貨感覺由需求量兩人商討。絲材以商討的提貨感覺成盤狀提貨。
1.7GH4169煉制和精密鑄造工序鋁合金的冶煉工序可分成3類:負壓環境感應加電渣重熔;負壓環境感應加負壓環境弧光重熔;負壓環境感應加電渣重熔加負壓環境弧光重熔。可只能根據部件的操作需求,選需求的冶煉工序,滿足需要操作需求。
1.8GH4169適用簡況與特別的規范研制空航和航空企業發起機中的多種停止件和擺動件,如盤、環件、機匣、軸、茶葉、防松螺栓件、彈力部件、天燃氣連接管、密封蓋部件等和電弧焊接組成件;研制核能發電企業適用的多種彈力部件和格架;研制是由和藍翔塑業久久久久久久蜜桃-久久久久久亚洲蜜桃-久久综合九色欧美综合狠狠-久久综合狠狠综合所生產的的領域適用的器件圖及器件圖。
近年來,在對該合金研究不斷深化和對該合金應用不斷擴大的基礎上,為提高質量和降低,發展了很多新工藝: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,生產環件,降低生產和縮短生產周期;采用超塑成型工藝,擴大產品的生產范圍。
二、GH4169物理及化學性能
2.1GH4169溫性能
2.1.1GH4169熱分解的溫度超范圍1260~1320℃。
2.1.2GH4169熱導率見表2-1。
表2-1[2]
θ/℃ | 11 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
λ/(W/(m?℃)) | 13.4 | 14.7 | 15.9 | 17.8 | 18.3 | 19.6 | 21.2 | 22.8 | 23.6 | 7.6 | 30.4 |
2.1.3GH4169比熱容見表2-2。
2.1.4GH4169線彭脹因子見表2-3;
2.2GH4169密度計算ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電功能
表2-2[2]
θ/℃ | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
c/(J/(kg?℃)) | 481.4 | 493.9 | 514.8 | 539.0 | 573.4 | 615.4 | 657.2 | 707.4 |
表2-3[2]
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 | 20~1000 |
α/10-6℃-1 | 11.8 | 13.0 | 13.5 | 14.1 | 14.4 | 14.8 | 15.4 | 17.0 | 18.4 | 18.7 |
2.4GH4169剩磁能錳鋼無剩磁。
2.5GH4169檢查是否特性
2.5.1GH4169特點在暖空氣媒質中沖擊試驗100h后的硫化傳輸率見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
被氧化速度/(g/(m2?h)) | 0.0176 | 0.0277 | 0.0351 | 0.0961 | 0.1620 |
三、GH4169力學性能
優質棒材技術標準規定的性能見表3-1。
表3-1[1]
規格參數 d/mm | 取樣方法路徑 | θ/℃ | 熱塑特性不低于 | HBS | 長久的性能 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 側向 | 20 650 | 1030 860 | 1280 1000 | 12 12 | 15 15 | ≥346 --- | --- 690 | --- ≥25 | --- ≥5 |
126~200 | 橫縱 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 縱向 | 20 650 | 1020 800 | 1230 900 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
注:熱處理制度:Ⅱ。
四、GH4169組織結構
4.1相變熱度因素γ"相是該鎳鋼的大部分提升相,其高增強熱度因素是650℃,現在始于固熔熱度因素為840~870℃,*固熔熱度因素是950℃,γ′相也是該鎳鋼的提升相,但總數量多于γ"相,其揮發熱度因素是600℃,*熔解熱度因素是840℃;δ相的現在始于揮發熱度因素是700℃,揮發峰熱度因素是940℃,980℃現在始于熔解,*熔解熱度因素是1020℃。
4.2的時間-室內溫度-組織開展提升的身材曲線見圖4-1。
4.3和金企業組成
4.3.1錳鋼鋼標準規范熱處置方式的進行由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組成的。γ"(Ni3Nb)相是核心淬煉相,為體心四面八方秩序井然成分的亞安全穩定相,呈圓球狀在基體中彌散共格析晶,在實效或廣泛應用階段,有向δ相轉化的走勢,使的強度急劇下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的規模次于γ"相,呈球狀彌散析晶,對錳鋼鋼起一款分淬煉功能。δ相核心在晶界析晶,其形貌與精鑄階段的終鍛熱度關以,終鍛熱度在900℃,形成了針狀,在晶界和晶內析晶;終鍛熱度達930℃,δ相呈小粒狀,均衡地域布局;終鍛熱度達950℃,δ相呈短棒狀,地域布局于晶界側重于;終鍛熱度達980℃,在晶界析晶一些針狀δ相,鍛件發現耐用突破拐點的敏理性。終鍛熱度達成1020℃或更強,鍛件中無δ相析晶,金屬材質金屬材質晶粒有所粗化,鍛件有耐用突破拐點的敏理性。精鑄的過程 中,δ相在晶界析晶,能加到釘扎功能,阻擋金屬材質金屬材質晶粒粗化。
4.3.2L相是變化GH4169碳素鋼中不能接受的具備的相,該相富鈮,的具備于鑄錠枝晶間,削減鑄錠初凝固點,鑄錠中L相固溶氣溫和平滑化日子的關心見圖4-2。
4.3.3晶粒大小度
4.3.3.1合金材料在常溫固熔(保溫層2h)時的晶粒大小發育盲目性見圖4-3。
4.3.3.2棒材(最初金屬材質晶粒度9~9.5級)經多種的高溫受熱即為多種變型量淬火變型后,再經歷過規范標準熱除理(固溶的高溫965℃,1h),其金屬材質晶粒度度的改變見表4-1。
4.3.3.3鍛件技術水平的標準約定,傳統鍛件人均晶粒度度大小度為三級,充許某些2級,高強鍛件人均晶粒度度大小度為8級,充許某些2級;立即時效性鍛件人均晶粒度度大小度是指10級或更細。
4.3.4可以直接期限的鍛件在600~700℃期限500h后,析晶相次數的發生變化見表4-2。
表4-1[19]
鍛壓高溫環境溫度/℃ | 之下彎曲度的晶粒大小度/級 | 淬火調溫溫度表/℃ | 低于出現變形程度上的金屬材質晶粒度/級 | ||||||||||
15% | 25% | 35% | 55% | 65% | 80% | 15% | 25% | 35% | 55% | 65% | 80% | ||
1050 1030 1020 | 6 7 7 | 7 8 7~8 | 8 8~9 7 | 8~9 8~7 8~9 | 9~8 8~9 9 | 9(7) 8~9 9 | 1000 980 | 8 8 | 9 9~10 | 8~9 10 | 10 9~10 | 10~9 10~11 | 10 11 |
表4-2[11]
實效規范標準 | 分析出相次數/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
簡單時長睡眠狀態 | 6.45 | 19.21 | |
600 650 700 | 500 500 500 | 6.30 7.48 10.31 | 20.62 18.68 15.18 |
五、GH4169工藝性能與要求
5.1機頭性能方面
5.1.1因GH4169錳鋼屬中鈮水平高,錳鋼屬中的鈮偏析方面與化工工序一直想關。電渣重熔和正空脈沖冶煉的冶煉速度慢和電棒的的品質工作狀態一直損害質地的優勢與劣勢。熔速快,易組成富鈮的黑斑;熔速慢,會組成貧鈮的白癜風;電棒漆層的品質差和電棒內部結構有磨痕,均易會造成白癜風的組成,故,加強電棒的品質和調節熔速及加強鋼錠的疑固數率是冶煉工序的首要環境因素。為制止鋼錠中的因素偏析太多,此后選用的鋼錠網套直徑好少于508mm。
均勻化工藝必須確保鋼錠中的L相*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。
目前生產中采用的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]。
5.1.2經勻化正確處理的鎂合金具備著很好的熱代加工效果,鋼錠的開坯微波加熱水溫不得當達到1120℃。鍛件的鍛打加工技藝應選擇鍛件選擇實力和用途規定,結合起來制作廠的制作必要條件而定。開坯和制作鍛件是,中間商去應力退火水溫和終鍛水溫務必選擇機件所規定的聚集工作狀態和效果來選定,平常情況下下,鍛打加工的終鍛水溫調節在930~950℃之中為宜。各樣鍛件的鍛打加工水溫和彎曲變形地步見表5-1。
表5-1[17]
煅造行業類型 | 次熔煉 | 第二種次煅造 | 第四次熔煉 | |||
供暖攝氏度/℃ | 變形幾率量/% | 蒸汽加熱濕度/℃ | 斷裂量/% | 加熱水溫/℃ | 斷裂量/% | |
平凡 堆物攻 可以時長 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 同意 ≥2 ≥2 |
5.1.3與板才冷定型關干的特點見表5-2。
5.1.4鍛件的變化情況、終鍛水溫和金屬材質晶粒長度兩者的影響見圖5-1。
5.1.5鎳鋼動態展示再成果見圖5-2。
5.1.6打火機樹葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道工藝模鍛而成,各不相同的煅造煮沸水溫對樹葉的不良影響見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的樹葉策劃 能為。
5.1.7鎂合金在高溫天氣下的變化抗力曲線圖見圖5-3。
5.2不銹鋼電焊焊接加工功效合金鋼體現了放心的不銹鋼電焊焊接加工功效,該用氬弧焊、電子為了滿足電子時代發展的需求,束焊、縫焊、電焊焊接等辦法通過不銹鋼電焊焊接加工。
對直接時效狀態的零部件,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,在保留細晶組織的同時,焊縫邊緣及熱影響區還可以保留強化相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[21]。
表5-2
融煉方法 | 板厚/mm | 心態 | 杯突深度./mm | 波動彎度時間 | 限深沖公式 |
高壓氣傳器加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鍛打加熱溫差/℃ | 20℃收縮耐磨性 | 650℃彎曲機械性能 | 650℃,690MPa經久耐用穩定性 | ||||||||
頂鍛 | 終鍛 | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | t/h | δ5/% |
1050 1020 1020 1020 | 1000 980 1000 1020 | 1340 1405 1375 1420 | 1040 1100 1035 1150 | 22.5 20.5 23.5 23.2 | 52.2 44.7 51.5 42.7 | 1115 1130 1125 1128 | 957 955 920 965 | 18.8 22.4 17.2 18.6 | 22.2 29.5 21.5 25.5 | 48 52 57 43 | 5.2 11.2 5.5 12.8 |
5.3產品熱治理工學院藝飛機產品的熱治理往往按1.5條法律法規的Ⅱ、Ⅲ這兩種管理制,即規定熱治理管理制和馬上時限熱治理管理制開始。再要技術工藝通過的條件下,也可所采用管理制熱治理。按規定管理制熱治理時,固溶治理可在950~980℃的范圍內,在選用的室內溫度?10℃下開始。
5.4外壁加工工藝流程重要時可對零部件外壁境地來噴丸突破、孔推壓突破或英制螺紋滾壓突破工藝流程,使零部件在交變負載因素下工作任務的使用年限也隨著增加。
對要求噴涂耐磨封嚴涂層的零件,可采用等離子噴涂或噴涂工藝,以噴涂為佳,噴涂涂層與基體結合強度高,涂層致密、硬度高、孔隙率低,耐磨性好。
5.5切割生產與削磨穩定性鎂合金可感到滿意地開展切割生產。
機械加工時必須確保圓弧達到設計要求和平滑過渡,不允許在機械加工、裝配或運輸中出現尖角、坑與劃傷缺口,因為在這些缺陷出,可形成過量的應力集中,在使用中會導致事故的發生。
六、GH4169(GH169)低溫抗拉及屈服性能(含熱處理工藝)
表6-1—溫度對熱軋棒材的拉伸性能影響
表6-1
室內溫度/℃ | 拉伸難度難度σb/MPa | 屈服值屈服強度σP0.2/MPa | 受力率/% | 縮小率/% |
-195.5 | 1634.4 | 1196.5 | 26.0 | 27.0 |
-51.1 | 1389.6 | 1089.6 | 23.0 | 33.5 |
26.6 | 1313.7 | 1058.6 | 22.0 | 32.5 |
648.8 | 1134.4 | 999.9 | 28.0 | 59.2 |
704.4 | 1003.4 | 917.2 | 22.0 | 34.0 |
注:以上樣品熱處理工藝:980℃?5℃退火,1小時 720℃?5℃時效,8小時,空冷至620℃?5℃,在620℃?5℃保溫到總時效時間達到18小時, 空冷
表6-2—鍛件(短橫向實驗)的低溫性能
表6-2
溫度因素/℃ | 拉伸程度程度σb/MPa | 屈服力度力度σP0.2/MPa | 生長率/% | 收攏率/% |
980℃?5℃固溶淬火,水冷散熱 720℃?5℃,8小時英文沉淀自己通戶,爐冷至620℃?5℃保溫隔熱 到總時效性時期實現18時間 空冷 | ||||
RT | 1290 | 1144.0 | 17.0 | 23.0 |
-79 | 1371.6 | 1202.6 | 17.2 | 20.0 |
-195.5 | 1579 | 1288.0 | 14.0 | 14.0 |
-253 | 1635.7 | 1344.0 | 13.5 | 11.5 |
溫差/℃ | 抗壓抗拉強度抗拉強度σb/MPa | 屈服值抗拉強度σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 伸縮率/% |
1065℃?5℃,45min,水冷散熱器 760℃?5℃,10小沉淀物硬度,爐冷至650℃?5℃外保溫 到總時限事件達成20個鐘頭 空冷 | ||||
RT | 1251.6 | 1018.5 | 19.0 | 24.5 |
-79 | 1351.0 | 1090.0 | 15.0 | 18.5 |
-195.5 | 1577.0 | 1218.5 | 17.5 | 19.5 |
-253 | 1684.0 | 1288.0 | 16.5 | 18.0 |
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