GH4169
一、GH4169概述
GH4169硬質各種類型合金類是以體心四正的γ"和面心萬立方的γ′相沉淀物中增強的鎳基濕度高硬質各種類型合金類,在-253~700℃濕度范圍之內內內具備充分的,650℃有以下的妥協撓度居壓扁濕度高硬質各種類型合金類的*,并具備充分的、抗輻射源、、耐結垢特性,、充分的制作加工特性、焊接工藝特性和企業穩定可靠性,要能生產各種類型的形狀錯綜復雜的零配件,在宇航、核能源、油氣工業化的中,在所述濕度范圍之內內內榮獲了為大面積的app。
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的材料鋼種GH4169(GH169)
1.2GH4169近意鋼種Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169食材的技術規格
GJB2612-1996《氬弧焊用溫度鋁合金冷壓模材管理規范》
HB6702-1993《WZ8系用GH4169合金鋼棒材》
GJB3165 《國際航空承力件用持續高溫鎂合金帶鋼和鍛制棒材規范性》
GJB1952 《空航用溫度過高合金類冷扎簿板正規》
GJB1953《 國際航空熱車機扭動件用高溫度鎂合金帶鋼棒材標準》
GJB2612 《電焊焊接用高熱合金鋼冷金屬拉絲材管理規范》
GJB3317《 中國航空用溫度合金屬熱扎木板規范標準》
GJB2297 《飛機維修用溫度高和金冷拔(軋)無縫拼接管規范標準》
GJB3020 《南航用高溫碳素鋼環坯原則》
GJB3167 《冷鐓用室溫合金屬冷磨砂材正規》
GJB3318 《民航用室溫不銹鋼帶鋼帶材規定》
GJB2611《 飛機用高溫作業錳鋼冷拉棒材管理規范》
YB/T5247 《激光焊接用高的溫度耐熱合金冷拉絲機》
YB/T5249 《冷鐓用溫度金屬冷拉絲機》
YB/T5245 《一般承力件用常溫鋁合金熱軋鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 推動部分用高溫作業合金材料帶鋼棒材》
GB/T14994 《較高溫度耐熱合金冷拉棒材》
GB/T14995 《高溫度合金材料軋鋼板》
GB/T14996 《高溫度硬質合金冷軋鋼板卷板》
GB/T14997 《中高溫硬質合金鍛制圓餅》
GB/T14998 《常溫金屬坯件毛壞》
GB/T14992 《高熱合金屬材料和金屬材料間化學物質高熱材料的分級和鋼材牌號》
HB5199《 航空航天用溫度過高不銹鋼冷扎簿板》
HB5198 《航天樹葉用磨損溫度不銹鋼棒材》
HB5189 《空航葉尖用壓扁高溫環境耐熱合金棒材》
HB6072 《WZ8類別用GH4169金屬棒材》
1.4GH4169普通機械文件該鎂合金的普通機械文件可以分為3類:條件文件、優越文件、高純文件,見表1-1。優越文件的在條件文件的框架上降碳增鈮,然而降底炭化鈮的用量,降底疲勞度源和添加強化木紋地板相的用量,上升耐腐蝕性和文件屈服強度。互相降底有危害性硫氰酸鹽和氣流體含磷量。高純文件是在優越條件框架上降底和有危害性硫氰酸鹽的含磷量,上升文件純凈度和。
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] %
類目 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
準則 | ≤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 | |||||
好 | 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 | |||||
種類 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
不太達到 | |||||||||||||
標準規定 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
優質的 | 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%
類屬 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
不太不超 | |||||||||
標準 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
優越 | 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熱治理會議監督機制管理和金有著其他的熱治理會議監督機制管理,以有效調節金屬材質晶粒度、有效調節δ相形貌、地理分布和次數,才能刷出其他職務級別的測力性能指標。和金熱治理會議監督機制管理分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?10℃,1h,油冷、空冷或風冷 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的品種寬度規格和供貨環境能夠 供貨模鍛件(盤、局部鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、多種圖型和寬度的緊固連接件、粘性電子器件等、快速供貨期,工程團隊不斷突破工藝瓶頸,根據不同產品的特性,制定不同的生產工藝環境由供求關系另一方磋商。絲材以磋商的快速供貨期,工程團隊不斷突破工藝瓶頸,根據不同產品的特性,制定不同的生產工藝環境成盤狀快速供貨期,工程團隊不斷突破工藝瓶頸,根據不同產品的特性,制定不同的生產工藝。
1.7GH4169鍛煉和鍛造藝設備合金材料的冶煉藝設備分成3類:抽負壓室環境室紅外感受到加電渣重熔;抽負壓室環境室紅外感受到加抽負壓室環境室脈沖放電重熔;抽負壓室環境室紅外感受到加電渣重熔加抽負壓室環境室脈沖放電重熔。可跟據鑄件的便用的標準,選取所須的冶煉藝設備,滿足了app的標準。
1.8GH4169采用概貌與特異規定開發航天科技和航天科技發起機中的一些不動的件和運轉件,如盤、環件、機匣、軸、葉尖、緊固連接件、應力松弛部件、天燃氣管、封好部件等和焊接加工型式件;開發原子能企業采用的一些應力松弛部件和格架;開發頁巖油和化工類業務領域采用的工件及工件。
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性溫能
2.1.1GH4169融化溫濕度領域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線開裂彈性系數見表2-3;
2.2GH4169密度單位ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電性能參數
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剩磁能各種合金無剩磁。
2.5GH4169化學上的能
2.5.1GH4169能力在氣流導電介質中可靠性試驗100h后的氧化物傳送速度見表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]
標準 d/mm | 制樣角度 | θ/℃ | 伸展能不不低于 | HBS | 經久的性能 | |||||
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 | 橫排 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 雙重 | 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相變的溫暖γ"相是該合金屬屬的最主要淬煉相,其高穩定性的溫暖是650℃,開使固熔的溫暖為840~870℃,*固熔的溫暖是950℃,γ′相也是該合金屬屬的淬煉相,但量不超γ"相,其進行析晶的溫暖是600℃,*熔解的溫暖是840℃;δ相的開使進行析晶的溫暖是700℃,進行析晶峰的溫暖是940℃,980℃開使熔解,*熔解的溫暖是1020℃。
4.2耗時-熱度-結構轉型線條見圖4-1。
4.3合金鋼組織機構結構的
4.3.1金屬規格熱處里方式的成分由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組成的部分。γ"(Ni3Nb)相是常見武器鍛打相,為體心四面八方進行成分的亞相對穩定相,呈圓球狀在基體中彌散共格沉淀,在實效或利用一年后,有向δ相塑造的發展,使的強度走低。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數量統計次于γ"相,呈球狀彌散沉淀,對金屬起這的部分武器鍛打的用途。δ相常見在晶界沉淀,其形貌與鍛打一年后的終鍛環境氣溫有關,終鍛環境氣溫在900℃,建立針狀,在晶界和晶內沉淀;終鍛環境氣溫達930℃,δ相呈條狀狀,勻占比區;終鍛環境氣溫達950℃,δ相呈短棒狀,占比區于晶界偏重于;終鍛環境氣溫達980℃,在晶界沉淀小量針狀δ相,鍛件顯現持續突破拐點太敏非理性。終鍛環境氣溫滿足1020℃或更為重要,鍛件中無δ相沉淀,金屬材質晶體跟著粗化,鍛件有持續突破拐點太敏非理性。鍛打的過程 中,δ相在晶界沉淀,能開到釘扎的用途,妨礙金屬材質晶體粗化。
4.3.2L相是膨脹GH4169合金屬中不準許產生的相,該相富鈮,產生于鑄錠枝晶間,減低鑄錠初溶點,鑄錠中L相固溶溫和勻化時刻的干系見圖4-2。
4.3.3晶體度
4.3.3.1和金在中高溫固熔(恒溫2h)時的金屬材質晶粒長得盲目性見圖4-3。
4.3.3.2棒材(最初金屬材質晶體9~9.5級)經差異溫差加熱后以差異發生形變量鑄造發生形變后,再途經規范標準熱操作(固溶溫差965℃,1h),其金屬材質晶體度的的變化見表4-1。
4.3.3.3鍛件能力要求規范,常見的鍛件均值晶體度為6級,同意偶有2級,高韌鍛件均值晶體度為8級,同意偶有2級;隨便實效鍛件均值晶體度應當為10級或更細。
4.3.4間接法定期限的鍛件在600~700℃法定期限500h后,進行析出相總量的變見表4-2。
表4-1[19]
淬火煮沸熱度/℃ | 下例變行水平的金屬材質晶粒度/級 | 淬火加熱室內溫度/℃ | 下膨脹的情況的金屬材質晶粒度/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]
時效性規則 | 沉淀相總數量/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
會直接限期情況 | 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壓合能
5.1.1因GH4169碳素鋼中鈮純度高,碳素鋼中的鈮偏析地步與冶金工業生產技術會直接的關聯。電渣重熔和真空度電孤鍛煉的鍛煉極限速度和電棒的安全性能環境會直接的印象材質原料的品質。熔速快,易產生富鈮的黑斑;熔速慢,會產生貧鈮的斑點病;電棒外面安全性能差和電棒內部結構有刮痕,均易導致斑點病的產生,全部,增加電棒安全性能和有效控制熔速及增加鋼錠的干固效率是冶煉生產技術的首要影響。為逃避鋼錠中的事物偏析太多,目前為止分為的鋼錠直徑為不高于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經勻稱化加工廠的耐熱合金享有優質的熱加工廠效能,鋼錠的開坯高溫平均室溫禁止高于1120℃。鍛件的鍛打藝應依據鍛件選用實力和操作符合要求,構建加工廠的加工前提條件而定。開坯和加工鍛件是,中心退火工藝平均室溫和終鍛平均室溫必須要依據配件上的所符合要求的組織安排形態和效能來確立,通常現象現象下,鍛打的終鍛平均室溫掌握在930~950℃相互之間為宜。各大鍛件的鍛打平均室溫和彎曲數量見表5-1。
表5-1[17]
鑄造門類 | 次鑄造 | 第二點次淬火 | 再次次鍛造加工 | |||
加熱氣溫/℃ | 變化量/% | 熱處理溫度/℃ | 斷裂量/% | 蒸汽加熱溫濕度/℃ | 扭曲量/% | |
正規 高超 直接性有效期 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 不得 ≥2 ≥2 |
5.1.3與細木工板冷塑壓關于 的性見表5-2。
5.1.4鍛件的傾斜水平、終鍛高溫和晶粒度的尺寸相互的問題見圖5-1。
5.1.5硬質合金新動態再結晶體見圖5-2。
5.1.6起因素葉子模鍛件由頂鍛和終鍛二道環節模鍛而成,不同于的鑄造加溫溫濕度對葉子的印象見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉子公司功效為。
5.1.7錳鋼在中高溫下的彎曲抗力的曲線見圖5-3。
5.2電弧焊耐腐蝕性耐熱合金享有群眾滿意的電弧焊耐腐蝕性,快速可用氬弧焊、電子廠束焊、縫焊、激光焊等方式參與電弧焊。
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
熔練加工 | 板厚/mm | 環境 | 杯突程度/mm | 復發彎折數次 | 限深沖比率 |
高壓氣感覺加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鍛鑄加熱體溫/℃ | 20℃拉申特性 | 650℃伸展使用性能 | 650℃,690MPa持久性效果 | ||||||||
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元器件熱治療加工過程空航元器件的熱治療平常按1.5條法律規定的Ⅱ、Ⅲ二種體系,即環境熱治療體系和真接時間熱治療體系做。等到枝術前提環境的環境下,也可采用了體系熱治療。按環境體系熱治療時,固溶治療可在950~980℃范疇內,在選著的熱度?10℃下做。
5.4漆層治理 工藝流程用得著時可對部件漆層境地對其進行噴丸精煉木紋地板、孔擠出精煉木紋地板或螺母滾壓精煉木紋地板制作工序,使部件在交變超載負荷水平下工作任務的使用時間加擴大長。
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切屑生產制造與軸類使用性能硬質合金可群眾滿意地做切屑生產制造。
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/℃ | 抗拉密度密度σb/MPa | 屈服值力度σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 收縮率/% |
-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
氣溫/℃ | 拉伸屈服強度屈服強度σb/MPa | 妥協抗拉強度σP0.2/MPa | 生長率/% | 收宿率/% |
980℃?5℃固溶去應力退火,水冷散熱器 720℃?5℃,8幾小時沉淀出的通戶,爐冷至620℃?5℃隔熱保溫 到總追訴時效耗時達成18一小時 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 |
室內溫度/℃ | 抗拉標準標準σb/MPa | 抗拉構造σP0.2/MPa | 生長率/% | 做收縮率/% |
1065℃?5℃,45min,風冷 760℃?5℃,10每小時沉墊硬度,爐冷至650℃?5℃保熱 到總時效性時期達到20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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