GH4169
一、GH4169概述
GH4169硬質鋁硬質合金是以體心四正的γ"和面心立方米的γ′相結晶精煉的鎳基高溫硬質鋁硬質合金,在-253~700℃水溫因素規模內包括積極的,650℃下面的屈服剛度剛度居發生高溫硬質鋁硬質合金的*,并包括積極的、抗福射、、耐被腐蝕機械耐腐蝕性參數,包括積極的精加工機械耐腐蝕性參數、補焊機械耐腐蝕性參數和公司平穩性,是可以生產制造各個的樣子冗雜的零零配件,在宇航、核能發電、煤層氣工業品中,在所述水溫因素規模內兌換了為范圍廣的應用軟件。
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物料鋼號GH4169(GH169)
1.2GH4169接近鋼材型號Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169食材的系統原則
GJB2612-1996《補焊用高熱金屬冷拔絲材規范標準》
HB6702-1993《WZ8系例用GH4169不銹鋼棒材》
GJB3165 《飛防承力件用高溫天氣不銹鋼熱扎和鍛制棒材要求》
GJB1952 《中國航空用耐高溫和金冷扎板料規程》
GJB1953《 中國航空發起機翻轉件用炎熱鋁合金熱軋鋼棒材規則》
GJB2612 《焊結用高熱鎳鋼冷拉絲機材正確》
GJB3317《 航空公司用高溫天氣金屬熱扎實木板材技術規范》
GJB2297 《民用航空用高溫合金類冷拔(軋)無接縫管標準化》
GJB3020 《飛防用較高溫度鎂合金環坯規范化》
GJB3167 《冷鐓用溫度高錳鋼冷壓模材規范化》
GJB3318 《航空運輸用高溫合金鋼熱軋帶材規則》
GJB2611《 南航用高溫環境硬質合金冷拉棒材實驗室管理標準》
YB/T5247 《悍接用室溫碳素鋼冷拔絲》
YB/T5249 《冷鐓用高熱不銹鋼冷磨砂》
YB/T5245 《普通級承力件用炎熱鎂合金熱扎和鍛制棒材》
GB/T14993《 旋轉零部件用高的溫度不銹鋼軋鋼棒材》
GB/T14994 《室溫合金屬冷拉棒材》
GB/T14995 《室溫合金材料熱扎板》
GB/T14996 《氣溫合金類熱軋薄鋼板》
GB/T14997 《高溫作業耐熱合金鍛制圓餅》
GB/T14998 《氣溫各種合金坯件毛壞》
GB/T14992 《中炎熱合金用料和合金金屬間有機化合物中炎熱用料的定義和鋼材牌號》
HB5199《 航空公司用溫度高碳素鋼冷軋鋼金屬薄板》
HB5198 《航班葉輪用變行持續高溫金屬棒材》
HB5189 《航班葉輪葉片用發生高熱錳鋼棒材》
HB6072 《WZ8品類用GH4169錳鋼棒材》
1.4GH4169耐腐蝕基本材質該耐熱合金的耐腐蝕基本材質分為3類:規格基本材質、優越基本材質、高純基本材質,見表1-1。優越基本材質的在規格基本材質的條件條件上降碳增鈮,而使減小炭化鈮的總量,減小疲勞度源和增添強化木紋地板相的總量,加快耐腐蝕性和涂料比強度。還減小輻射危害沉渣隨和體分子量。高純基本材質是在優越規格條件條件上減小和輻射危害沉渣的分子量,加快涂料純凈度和。
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] %
類屬 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
的標準 | ≤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 | |||||
特色 | 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 | |||||
行業類別 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
越來越于 | |||||||||||||
條件 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
質量上乘 | 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%
品類 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
并不嚴重于 | |||||||||
標淮 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
上等 | 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熱處置會議獎懲工作制度不銹鋼更具各不相同的熱處置會議獎懲工作制度,以調節金屬材質晶粒度、調節δ相形貌、分布圖和需求量,進而得到 各不相同職務級別的力學結構耐磨性。不銹鋼熱處置會議獎懲工作制度分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?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產品規格型號和批發商程序行批發商模鍛件(盤、整體結構鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、各不相同圖形和尺寸大小的鎖固件、彈力元器件封裝等、發貨程序由供求關系另一方談判。絲材以談判的發貨程序成盤狀發貨。
1.7GH4169熔鑄和鑄工技術合金鋼的冶煉技術包括3類:重力作用感覺加電渣重熔;重力作用感覺加重力作用電孤重熔;重力作用感覺加電渣重熔加重力作用電孤重熔。可可根據元器件的操作要,考慮所必需的冶煉技術,滿足了適用要。
1.8GH4169應該用慨況與特有的標準打造飛機維修和航空打著機中的所有平穩件和扭動件,如盤、環件、機匣、軸、葉面、防松件、彈力器件、燃汽套管、封閉器件等和手工焊接成分件;打造核技術工業應該用的所有彈力器件和格架;打造國際石油和化工公司鄰域應該用的配件及配件。
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性熱能
2.1.1GH4169受熱高溫條件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線澎脹公式見表2-3;
2.2GH4169體積密度ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電效果
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帶磁能鎳鋼無帶磁。
2.5GH4169生物功能
2.5.1GH4169特性在空氣中有機溶劑中實驗室檢測100h后的氧化物強度見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
腐蝕數率/(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 d/mm | 制樣朝向 | θ/℃ | 拉伸彈簧性不不大于 | HBS | 長時間性能指標 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 豎向 | 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 | 橫向 | 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相變溫度γ"相是該鋁碳素鋼的一般淬煉相,其高固定溫度是650℃,剛剛開使固熔溫度為840~870℃,*固熔溫度是950℃,γ′相也是該鋁碳素鋼的淬煉相,但需求量不少γ"相,其分揮發溫度是600℃,*熔解溫度是840℃;δ相的剛剛開使分揮發溫度是700℃,分揮發峰溫度是940℃,980℃剛剛開使熔解,*熔解溫度是1020℃。
4.2時期-溫度-團體轉為曲線方程見圖4-1。
4.3不銹鋼組織性型式
4.3.1合金類類標準化熱治理的情況的阻止由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組合成。γ"(Ni3Nb)相是一般加強相,為體心六方有條不紊組成的亞增強相,呈圓輪狀在基體中彌散共格析晶,在期限或使用前幾天,有向δ相轉型的前景,使撓度下跌。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數目次于γ"相,呈球狀彌散析晶,對合金類類起一款分加強的功效。δ相一般在晶界析晶,其形貌與段造前幾天的終鍛工作室溫有關的,終鍛工作室溫在900℃,演變成針狀,在晶界和晶內析晶;終鍛工作室溫達930℃,δ相呈粒狀狀,飽滿遍布;終鍛工作室溫達950℃,δ相呈短棒狀,遍布于晶界有利于;終鍛工作室溫達980℃,在晶界析晶小量針狀δ相,鍛件突然出現經久豁口刺激性性。終鍛工作室溫超過1020℃或更快,鍛件中無δ相析晶,晶體因而粗化,鍛件有經久豁口刺激性性。段造具體步驟中,δ相在晶界析晶,能得到釘扎的功效,阻攔晶體粗化。
4.3.2L相是扭曲GH4169不銹鋼中不同意具有的相,該相富鈮,具有于鑄錠枝晶間,影響鑄錠初凝固點,鑄錠中L相固溶濕度和飽滿化時間的密切關系見圖4-2。
4.3.3金屬材質晶粒度
4.3.3.1鎳鋼在室溫固熔(隔熱保溫2h)時的晶粒度長大了傾向性見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原始社會晶粒大小度9~9.5級)經不相同高溫供暖即為不相同彎曲量鍛鑄彎曲后,再經由標準規范熱凈化處理(固溶高溫965℃,1h),其晶粒大小度度的變換見表4-1。
4.3.3.3鍛件的技術標淮標準規范,普通的鍛件人均金屬材質晶體度為6級,不可以各別2級,堆物攻鍛件人均金屬材質晶體度為8級,不可以各別2級;立即時限鍛件人均金屬材質晶體度應以10級或更細。
4.3.4一直時長的鍛件在600~700℃時長500h后,析晶相用量的發展見表4-2。
表4-1[19]
鑄造調溫體溫/℃ | 接下來變行層次的晶體度/級 | 段造供暖溫度表/℃ | 有以下發生層次的晶粒度度/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]
時間規則 | 溶解相總數量/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
隨便實效動態 | 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成型模樣性能參數
5.1.1因GH4169各種和金中鈮含碳量高,各種和金中的鈮偏析數量與冶金工業新技藝會單獨涉及到。電渣重熔和機械泵弧光鍛造的鍛造的速度和電棒的產品質量程序會單獨不良影響板材的優點。熔速快,易型成富鈮的黑斑;熔速慢,會型成貧鈮的白斑病病;電棒表面上產品質量差和電棒內有磨痕,均易促使白斑病病的型成,故,改善電棒產品質量和的控制熔速及改善鋼錠的初凝時延是冶煉新技藝的關鍵點原因。為避免出現鋼錠中的風格偏析過多,目前為止利用的鋼錠直徑越來越于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經勻化除理的不銹鋼具備充分的熱加工處理穩定性,鋼錠的開坯熱處理加熱溫允許高出1120℃。鍛件的打造工藝流程應按照鍛件動用的情形和軟件需求,整合出產廠的出產條件而定。開坯和出產鍛件是,當中熱處理溫和終鍛溫肯定按照工件所需求的組織化的情形和穩定性來決定,一般的情形下,打造的終鍛溫掌控在930~950℃彼此為宜。各項鍛件的打造溫和傾斜層面見表5-1。
表5-1[17]
精鑄類 | 次鑄造 | 第二步次鑄造 | 3.次熔煉 | |||
電加熱溫濕度/℃ | 變彎量/% | 蒸汽加熱溫度表/℃ | 變彎量/% | 加水室溫/℃ | 變化量/% | |
普通型 鍛造 單獨時效性 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 合法 ≥2 ≥2 |
5.1.3與板料冷冷沖壓相關的的耐磨性見表5-2。
5.1.4鍛件的彎曲變形水平、終鍛平均溫度和金屬材質晶粒厚度兩者的關心見圖5-1。
5.1.5合金屬動態信息再晶粒見圖5-2。
5.1.6發起機葉子模鍛件由頂鍛和終鍛二道環節模鍛而成,差異的鍛打采暖器溫濕度對葉子的影響力見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉子聚集性能方面為。
5.1.7碳素鋼在炎熱下的膨脹抗力線條見圖5-3。
5.2錫焊耐腐蝕性硬質合金享有貼心的錫焊耐腐蝕性,可氬弧焊、電子技術束焊、縫焊、電焊、等策略完成錫焊。
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
熔鑄新工藝 | 板厚/mm | 模式 | 杯突深入/mm | 總是彎曲成機會 | 限深沖常數 |
高壓氣感應開關加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
淬火蒸汽加熱溫度因素/℃ | 20℃彎曲性能參數 | 650℃拉伸彈簧性能指標 | 650℃,690MPa長久特性 | ||||||||
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 |
5.3零部件加工熱除理工學院藝飛機維修零部件加工的熱除理經常按1.5條法律法規的Ⅱ、Ⅲ二種管理制,即標準單位的熱除理管理制和開展時限熱除理管理制開展。有技術設備法律規定的標準單位下,也可應用管理制熱除理。按標準單位的管理制熱除理時,固溶除理可在950~980℃區間內,在確定的溫度表?10℃下開展。
5.4的外層處里的工藝有需要時可對零配件的外層場面實施噴丸增強、孔彎曲增強或螺母滾壓增強環節,使零配件在交變負荷前提條件下工作的的時間加提升長。
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鉆削手工制作與電火花制作穩定性各種合金可中意地開始鉆削手工制作。
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
環境溫度/℃ | 抗壓抗彎強度抗彎強度σb/MPa | 示弱抗壓強度σP0.2/MPa | 生長率/% | 彎曲率/% |
-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
環境溫度/℃ | 拉伸密度密度σb/MPa | 塑性變形構造σP0.2/MPa | 張拉率/% | 縮緊率/% |
980℃?5℃固溶退火工藝,水冷式 720℃?5℃,8個鐘頭積淀固化,爐冷至620℃?5℃保溫 到總限期時間段以達到18小時內 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 |
體溫/℃ | 拉伸強度強度σb/MPa | 塑性變形抗彎強度σP0.2/MPa | 張拉率/% | 伸縮率/% |
1065℃?5℃,45min,油冷 760℃?5℃,101天沉淀物中硬度,爐冷至650℃?5℃保溫層 到總有效期時實現20半小時 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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