GH4169
一、GH4169概述
GH4169鎳鋼是以體心六方的γ"和面心萬立方的γ′相積累升星的鎳基高溫作業天氣鎳鋼,在-253~700℃溫面積內具備著順暢的,650℃這的屈服于效果居變行高溫作業天氣鎳鋼的*,并具備著順暢的、抗大時間范圍地擴散、、耐銹蝕的效果,和順暢的生產制作的效果、手工焊接的效果和聚集可靠性,能夠制作多種樣式有難度的零控制部件,在宇航、核技術、油田重工業中,在上面的溫面積內提升了為常見的應該用。
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素材品牌GH4169(GH169)
1.2GH4169相似類型Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169涂料的水平標準規定
GJB2612-1996《不銹鋼焊接用炎熱合金屬冷拉絲機材規范了》
HB6702-1993《WZ8系用GH4169合金屬棒材》
GJB3165 《民用航空承力件用溫度高鋁合金熱軋鋼板和鍛制棒材管理規范》
GJB1952 《民用航空用溫度過高各種合金冷軋鋼薄鋼板規范標準》
GJB1953《 航班打火機推動件用低溫不銹鋼熱扎棒材正規》
GJB2612 《電焊用氣溫合金材料冷磨砂材實驗室管理標準》
GJB3317《 航班用溫度高鋁合金熱軋鋼石材規程》
GJB2297 《飛機用持續高溫鋁合金冷拔(軋)直縫管規范了》
GJB3020 《飛機用溫度高合金鋼環坯管理規范》
GJB3167 《冷鐓用高溫度耐熱合金冷拔絲材正規》
GJB3318 《航材用溫度合金類冷軋鋼板帶材原則》
GJB2611《 航空航天用高溫鋁合金冷拉棒材國家標準》
YB/T5247 《對接焊用溫度各種合金冷不銹鋼拉絲》
YB/T5249 《冷鐓用室溫錳鋼冷拉絲機》
YB/T5245 《普通的承力件用溫度金屬軋鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 甩動元件用炎熱和金熱扎棒材》
GB/T14994 《中高溫各種合金冷拉棒材》
GB/T14995 《溫度合金屬冷軋板》
GB/T14996 《高的溫度硬質合金熱軋簿板》
GB/T14997 《高溫作業各種合金鍛制圓餅》
GB/T14998 《高熱鎳鋼坯件毛壞》
GB/T14992 《耐低溫鎳鋼和金屬制間氧化物耐低溫涂料的分級和鋼種》
HB5199《 南航用高溫作業鋁合金冷軋鋼金屬薄板》
HB5198 《飛防樹葉用變化炎熱合金屬棒材》
HB5189 《飛機維修樹葉用開裂低溫合金材料棒材》
HB6072 《WZ8系列表用GH4169合金類棒材》
1.4GH4169耐腐蝕成份該合金鋼的耐腐蝕成份可分3類:規則成份、優秀的成份、高純成份,見表1-1。優秀的成份的在規則成份的知識基礎理論上降碳增鈮,故而可以削減無定形碳鈮的使用量,可以削減疲倦源和加劇武器鍛造相的使用量,的提升的性能和相關材質抗壓強度。一起可以削減害處不溶物和氣流體分量。高純成份是在優秀的規則知識基礎理論上影響和害處不溶物的分量,的提升相關材質含量和。
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] %
種類 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
標準的 | ≤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 | |||||
質量上乘 | 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 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
不太于 | |||||||||||||
基準 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
好 | 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%
類型 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
不高于 | |||||||||
規定 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
質優 | 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熱處置工藝管理管理制的重要性不銹鋼屬具備不一的熱處置工藝管理管理制的重要性,以操控晶體度、操控δ相形貌、遍布和總數,進而提升不一職位的運動學能。不銹鋼屬熱處置工藝管理管理制的重要性分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?10℃,1h,油冷、空冷或油冷 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類型規格和產生感覺還可以產生模鍛件(盤、縱向鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有所差異模樣和尺碼的固定件、延展性元器件封裝等、交付感覺由供給與需求甲乙雙方商談。絲材以商談的交付感覺成盤狀交付。
1.7GH4169熔鑄和壓鑄生產技術鋁合金的冶煉生產技術涵蓋3類:正空感應加電渣重熔;正空感應加正空焊弧重熔;正空感應加電渣重熔加正空焊弧重熔。可依照零配件的安全使用想要,首選需要的的冶煉生產技術,需求用想要。
1.8GH4169廣泛運用簡況與特出追求制造技術廠廠國際航空和航天部汽車發主觀因素中的各樣勻速直線運動件和拖動件,如盤、環件、機匣、軸、葉尖、擰緊件、優質的配置器件、管道煤氣軟管、抽真空器件等和點焊型式件;制造技術廠廠核能源工藝廣泛運用的各樣優質的配置器件和格架;制造技術廠廠能源和煤化工科技領域廣泛運用的加工零件圖及加工零件圖。
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性熱能
2.1.1GH4169熔融溫度因素區間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線彭脹指數公式見表2-3;
2.2GH4169高密度ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電機械性能
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剩磁能鎂合金無剩磁。
2.5GH4169生物學耐腐蝕性
2.5.1GH4169性在自然空氣導電介質中做實驗的時候100h后的氧化的帶寬見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
腐蝕強度/(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]
規格型號 d/mm | 抽樣放向 | θ/℃ | 彎曲性能方面不小于等于 | HBS | 牢固效果 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 雙向 | 20 650 | 1030 860 | 1280 1000 | 12 12 | 15 15 | ≥346 --- | --- 690 | --- ≥25 | --- ≥5 |
126~200 | 縱向 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 橫截面 | 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相變平均高溫γ"相是該鎂和金的通常精煉相,其高不穩平均高溫是650℃,已經著手固熔平均高溫為840~870℃,*固熔平均高溫是950℃,γ′相也是該鎂和金的精煉相,但總數大于γ"相,其揮發平均高溫是600℃,*熔解平均高溫是840℃;δ相的已經著手揮發平均高溫是700℃,揮發峰平均高溫是940℃,980℃已經著手熔解,*熔解平均高溫是1020℃。
4.2時間段-溫暖-進行的變化線性見圖4-1。
4.3碳素鋼機構空間結構
4.3.1不銹鋼規格熱整理睡眠狀態的組織機構由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相構成。γ"(Ni3Nb)相是包括進行強化裝備相,為體心四面八方秩序井然構成的亞穩固相,呈圓輪狀在基體中彌散共格進行沉淀,在實效或廣泛應用這段時間,有向δ相演變的走勢,使承載力驟降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數量次于γ"相,呈球狀彌散進行沉淀,對不銹鋼起那個部分進行強化裝備用。δ相包括在晶界進行沉淀,其形貌與鍛鑄加工這段時間的終鍛的溫管于,終鍛的溫在900℃,建成針狀,在晶界和晶內進行沉淀;終鍛的溫達930℃,δ相呈顆粒劑狀,不光滑分布點范圍;終鍛的溫達950℃,δ相呈短棒狀,分布點范圍于晶界應以;終鍛的溫達980℃,在晶界進行沉淀大量針狀δ相,鍛件出顯長時間開口脆弱性。終鍛的溫符合1020℃或更快,鍛件中無δ相進行沉淀,金屬材質晶粒大小逐漸粗化,鍛件有長時間開口脆弱性。鍛鑄加工工作中,δ相在晶界進行沉淀,能出到釘扎用,阻攔金屬材質晶粒大小粗化。
4.3.2L相是變行GH4169硬質合金中不允許的來源于的相,該相富鈮,來源于于鑄錠枝晶間,降底鑄錠初融點,鑄錠中L相固溶熱度和透亮化日期的相互關系見圖4-2。
4.3.3金屬材質晶粒度
4.3.3.1硬質合金在高的溫度固熔(恒溫2h)時的晶體長得趨向見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原創晶粒大小度9~9.5級)經不相同室溫熱解決加熱并且以不相同傾斜量打造傾斜后,再所經標淮熱解決(固溶室溫965℃,1h),其晶粒大小度度的變現見表4-1。
4.3.3.3鍛件方法標準的檢測標準,高級鍛件峰值晶粒大小度大小度為6級,能偶有差異2級,高韌性鍛件峰值晶粒大小度大小度為8級,能偶有差異2級;馬上有效期鍛件峰值晶粒大小度大小度應在10級或更細。
4.3.4隨時法定期限性的鍛件在600~700℃法定期限性500h后,析晶相數據的變動見表4-2。
表4-1[19]
段造供暖高溫/℃ | 如下磨損的程度的晶體度/級 | 段造蒸汽加熱室溫/℃ | 下出現變形階段的晶體度/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]
時效性實驗室管理標準 | 分析出相的數量/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
間接限期感覺 | 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注塑成型功效
5.1.1因GH4169合金鋼屬中鈮含碳量高,合金鋼屬中的鈮偏析程度上與礦冶的工序隨時相關。電渣重熔和真空箱電孤熔練的熔練線速度和電棒的質情形隨時不良影響的材料的優缺點。熔速快,易轉變成富鈮的黑斑;熔速慢,會轉變成貧鈮的癲癇;電棒外表面質差和電棒內部人員有龜裂,均易使得癲癇的轉變成,故,升高電棒質和掌握熔速及升高鋼錠的凝結波特率是冶煉的工序的核心環境因素。為減少鋼錠中的原素偏析重,來看用到的鋼錠口徑較小于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經勻稱化整理的合金材料享有正常的熱處理機械特性,鋼錠的開坯加熱溫差不允許超1120℃。鍛件的鑄造流程應按照其鍛件便用現況和適用標準要求,緊密結合產生廠的產生必要條件而定。開坯和產生鍛件是,正中間熱處理回火溫差和終鍛溫差須要按照其組件所標準要求的組識程序和機械特性來判定,尋常癥狀下,鑄造的終鍛溫差有效控制在930~950℃左右為宜。各大鍛件的鑄造溫差和變彎的情況見表5-1。
表5-1[17]
鑄造行業類別 | 次鍛壓 | 二是次鍛鑄 | 其次次打造 | |||
進行加熱高溫/℃ | 發生量/% | 預熱溫度因素/℃ | 斷裂量/% | 高溫的溫度/℃ | 發生形變量/% | |
傳統 鍛造 一直期限 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 準許 ≥2 ≥2 |
5.1.3與裝飾板材冷成型關以的特性見表5-2。
5.1.4鍛件的開裂程度上、終鍛溫度和晶粒大小長寬當中的問題見圖5-1。
5.1.5鎂合金動態性再晶粒見圖5-2。
5.1.6熱車機樹葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道工藝技術模鍛而成,不一的段造熱處理溫度因素對樹葉的后果見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的樹葉策劃 耐腐蝕性為。
5.1.7合金類在高熱下的彎曲抗力曲線方程見圖5-3。
5.2焊結工藝機械性能指標和金兼備服務滿意的焊結工藝機械性能指標,常用氬弧焊、電子器材束焊、縫焊、電焊、等技巧做好焊結工藝。
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
煉制新工藝 | 板厚/mm | 壯態 | 杯突程度/mm | 對此彎折變形時長 | 限深沖指數公式 |
進口真空感應加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
淬火加溫攝氏度/℃ | 20℃延展性 | 650℃拉長能 | 650℃,690MPa耐久效果 | ||||||||
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元器件熱整理工學藝航空航天元器件的熱整理一般 按1.5條法規的Ⅱ、Ⅲ2種措施的重要性,即規則規范熱整理措施的重要性和之間有效期熱整理措施的重要性來。再要技術水平意義的規則下,也可適用措施的重要性熱整理。按規則規范措施的重要性熱整理時,固溶整理可在950~980℃標準內,在確定的的溫度?10℃下來。
5.4表明治理 加工需要時可對部件表明新常態做出噴丸增幅、孔熱擠壓增幅或螺紋標準滾壓增幅工藝,使部件在交變剪力因素下事業的使用期限加增漲長。
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切屑處理與削磨能耐熱合金可喜歡地做切屑處理。
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
氣溫/℃ | 拉伸的強度的強度σb/MPa | 屈從屈服強度σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 膨脹率/% |
-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
工作溫度/℃ | 抗壓效果效果σb/MPa | 妥協難度σP0.2/MPa | 張拉率/% | 收斂率/% |
980℃?5℃固溶去應力退火,水冷式 720℃?5℃,8鐘頭積淀通戶,爐冷至620℃?5℃保熱 到總時限期限達到了18h 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 |
濕度/℃ | 抗壓構造構造σb/MPa | 屈服抗彎強度抗彎強度σP0.2/MPa | 生長率/% | 縮水率/% |
1065℃?5℃,45min,水冷散熱 760℃?5℃,10小時候積累疏松,爐冷至650℃?5℃保冷 到總追訴時效精力達到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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