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GH4169力學性能

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GH4169

一、GH4169概述 

GH4169硬質各類合金類是以體心六方的γ"和面心萬立方的γ′相濾渣進階的鎳基室溫硬質各類合金類,在-253~700℃環境溫度表時間區間內都極具正常的,650℃以上的抗拉剛度居扭曲室溫硬質各類合金類的*,并都極具正常的、抗散發、、耐耐蝕特性,并且正常的工藝特性、錫焊特性和組識可靠性,可研制各類外形較為復雜的零配件,在宇航、核技術、是由工業制造中,在這些環境溫度表時間區間內提升了為范圍廣的應用。

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原料鋼種GH4169(GH169)

1.2GH4169相同鋼種Inconel718(),NC19FeNb(法 國)

1.3GH4169裝修材料的技術水平細則

GJB2612-1996《焊用高溫硬質合金冷壓模材技術規范》

HB6702-1993《WZ8系列表用GH4169碳素鋼棒材》

GJB3165 《航空運輸承力件用中高溫合金材料熱扎和鍛制棒材規范化》

GJB1952 《航空運輸用低溫鋁合金帶鋼薄鋼板規定》

GJB1953《 航班汽車發行為拖動件用高溫天氣各種合金熱軋鋼棒材技術規范》

GJB2612 《焊用高溫作業金屬冷拔絲材正規》

GJB3317《 民航用低溫硬質合金冷軋墻板規范起來》

GJB2297 《國際航空用高溫錳鋼冷拔(軋)無縫隙管規則》

GJB3020 《飛機維修用高溫合金材料環坯正規》

GJB3167 《冷鐓用耐高溫各種合金冷拉絲機材實驗室管理標準》

GJB3318 《飛機用高溫作業各種合金冷軋鋼板帶材要求》

GJB2611《 民用航空用溫度過高鋁合金冷拉棒材正規》

YB/T5247 《焊用中高溫合金類冷不銹鋼拉絲》

YB/T5249 《冷鐓用常溫不銹鋼冷拔絲》

YB/T5245 《高級承力件用較高溫度各種合金冷軋和鍛制棒材》

GB/T14993《 晃動部件用溫度合金鋼熱軋鋼板棒材》

GB/T14994 《高熱鋁合金冷拉棒材》

GB/T14995 《高溫度合金類冷軋板》

GB/T14996 《耐高溫和金熱軋板料》

GB/T14997 《低溫和金鍛制圓餅》

GB/T14998 《高溫環境和金坯件毛壞》

GB/T14992 《室溫硬質合金和鋁合金間單質室溫建筑材料的劃分和品牌》

HB5199《 空航用持續高溫錳鋼冷軋鋼板薄鋼板》

HB5198 《航空航天茶葉用發生形變高溫作業碳素鋼棒材》

HB5189 《航天葉輪用變彎高溫度合金類棒材》

HB6072 《WZ8型號用GH4169合金屬棒材》

1.4GH4169生物物質該合金屬的生物物質分類3類:細則規定物質、一流物質、高純物質,見表1-1。一流物質的在細則規定物質的基礎知識框架上降碳增鈮,最后下降氫氟酸處理鈮的使用量,下降難度疲勞源和擴大強化裝備相的使用量,加強功效和建材難度。同時下降有很大危害性雜物主氣體分量。高純物質是在一流細則規定基礎知識框架上變低和有很大危害性雜物的分量,加強建材飽和度和。

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。

1-1[1] % 

類屬

C

Cr

Ni

Co

Mo

Al

Ti

Fe

標準規定

≤0.08

17.0~21.0

50.0~55.0

≤1.0

2.80~3.30

0.30~0.70

0.75~1.15

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

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

類目

Nb

B

Mg

Mn

Si

P

S

Cu

Ca

不是很超過

標準

4.75~5.50

0.006

0.01

0.35

0.35

0.015

0.015

0.30

0.01

優越

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% 

品目

Bi

Sn

Pb

Ag

Se

Te

Tl

N

O

不太于

規格

---

---

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熱加工正確治理系統合金屬類擁有區別的熱加工正確治理系統,以掌握晶粒度度、掌握δ相形貌、分布不均和總數,而有區別級別的磁學特點。合金屬類熱加工正確治理系統分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平種金橋銅業跨接線的截面積大小和銷售方式可以銷售模鍛件(盤、整體結構鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、不同于款式和尺寸的緊固連接件、韌性組件等、訂貨期方式由供給與需求彼此商議。絲材以商議的訂貨期方式成盤狀訂貨期。

1.7GH4169熔鑄和鋁鑄造藝金屬的冶煉藝主要包括3類:機械泵度室感應加電渣重熔;機械泵度室感應加機械泵度室電孤重熔;機械泵度室感應加電渣重熔加機械泵度室電孤重熔。可挑選零件加工的用規范,挑選需提交的冶煉藝,規范要求應用領域規范。

1.8GH4169用途科技領域慨況與特出特殊要求造成出技術飛防和航空打火機中的所有平穩件和屋頂風機具有轉動件,如盤、環件、機匣、軸、葉子、防松螺栓件、塑性器件、天然氣管內、密封蓋器件等和氬弧焊設計件;造成出技術核能源工業化用途科技領域的所有塑性器件和格架;造成出技術煤炭和化工廠科技領域用途科技領域的配件及配件。

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鋁熱反應環境溫度范圍內1260~1320℃。

2.1.2GH4169熱導率見表2-1。

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線變形因子見表2-3;

2.2GH4169體積密度ρ=8.24g/cm3。

2.3GH4169電穩定性

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

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吸引力能金屬無吸引力。

2.5GH4169電學耐腐蝕性

2.5.1GH4169功能在熱空氣導電介質中檢測100h后的被氧化時延見表2-4。

2-4 

θ/℃

600

700

800

900

1000

鈍化傳輸速率/(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。

3-1[1] 

規格參數

d/mm

送樣方面

θ/℃

伸展使用性能不少于

HBS

長時間耐磨性

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

橫項

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"相是該錳鋼鋼的最主要的強化相,其高平衡溫度是650℃,已經固熔溫度為840~870℃,*固熔溫度是950℃,γ′相也是該錳鋼鋼的強化相,但比例高于γ"相,其析晶溫度是600℃,*熔解溫度是840℃;δ相的已經析晶溫度是700℃,析晶峰溫度是940℃,980℃已經熔解,*熔解溫度是1020℃。

4.2日期-溫暖-企業轉化成曲線方程見圖4-1。

4.3鎂合金組織性設計

4.3.1合金材料類標熱操作形態的組織安排由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組合成。γ"(Ni3Nb)相是最通常的升星相,為體心四面八方井然有序節構的亞不穩定性相,呈園盤狀在基體中彌散共格析晶,在追訴時效或應該用前幾天,有向δ相改變的態勢,使構造下滑。γ′(Ni3(Al、Ti))相的需求量次于γ"相,呈球狀彌散析晶,對合金材料類起那的部分升星效用。δ相最通常的在晶界析晶,其形貌與鍛打前幾天的終鍛氣溫光于,終鍛氣溫在900℃,建成針狀,在晶界和晶內析晶;終鍛氣溫達930℃,δ相呈顆料狀,平均分散;終鍛氣溫達950℃,δ相呈短棒狀,分散于晶界為中心;終鍛氣溫達980℃,在晶界析晶一點針狀δ相,鍛件出來持續突破人才缺口敏理智性。終鍛氣溫實現1020℃或更高些,鍛件中無δ相析晶,金屬材質晶粒大小也隨之粗化,鍛件有持續突破人才缺口敏理智性。鍛打方式中,δ相在晶界析晶,能加到釘扎效用,拘束金屬材質晶粒大小粗化。

4.3.2L相是發生GH4169合金屬中不合法現實的存在的相,該相富鈮,現實的存在于鑄錠枝晶間,變低鑄錠初溶點,鑄錠中L相固溶濕度和平均化的時間的關系的見圖4-2。

4.3.3晶粒大小度

4.3.3.1和金在高溫高壓固熔(保暖2h)時的晶粒度成人行為見圖4-3。

4.3.3.2棒材(原來晶體9~9.5級)經有所有差異熱度蒸汽加熱僅以有所有差異斷裂量熔煉斷裂后,再通過規定熱治療(固溶熱度965℃,1h),其晶體度的變動見表4-1。

4.3.3.3鍛件技木要求的規定,各種類型鍛件評均晶粒度大小度度為三級,允許的的個體差異差異2級,高超鍛件評均晶粒度大小度度為8級,允許的的個體差異差異2級;直接性時長鍛件評均晶粒度大小度度應當10級或更細。

4.3.4簡單時效性性的鍛件在600~700℃時效性性500h后,進行析出相數目的變現見表4-2。

4-1[19] 

鍛打供暖水溫/℃

下面的變彎層度的晶體度/級

段造調溫體溫/℃

有以下彎曲程度上的晶粒大小度/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

4-2[11] 

時長規則

進行析出相個數/%

θ/℃

t/h

δ-Ni3Nb+MC

γ"-Ni3Nb,

γ′-Ni3(Al,Ti,Nb)

直觀有效期程序

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機頭功能

5.1.1因GH4169硬質和金中鈮含磷量高,硬質和金中的鈮偏析度與冶金行業加工過程會有關的。電渣重熔和渦流電弧放電熔練的熔練速度快和電棒的水平壯態會危害的材料的優劣勢分析。熔速快,易產生富鈮的黑斑;熔速慢,會產生貧鈮的白點;電棒表層水平差和電棒內部人員有紋裂,均易導致白點的產生,這些,加快電棒水平和把控好熔速及加快鋼錠的凝結傳送速度是冶煉加工過程的關鍵的情況。為解決鋼錠中的要素偏析很重,如今選擇的鋼錠截面積并不太于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經勻稱化工作的合金屬有正常的熱激光加工效能,鋼錠的開坯蒸汽加熱高溫不得不高于1120℃。鍛件的鍛鑄流程應利用鍛件動用實力和軟件的標準,相結合生產銷售廠的生產銷售的條件而定。開坯和生產銷售鍛件是,中部滲碳高溫和終鍛高溫需利用產品所的標準的組識壯態和效能來確立,般問題下,鍛鑄的終鍛高溫操控在930~950℃區間內為宜。各大鍛件的鍛鑄高溫和和變形能力見表5-1。

5-1[17] 

打造等級分類

次煅造

然后次鑄造

再者次鍛鑄

熱處理體溫/℃

和變形量/%

受熱溫度表/℃

變彎量/%

微波加熱溫差/℃

變彎量/%

普普通通

高防

立即追訴時效

1065~1090

1040~1065

995~1025

-

-

>50

1040~1065

1010~1040

970~995

-

30~50

>50

4~6

8

10

禁止

≥2

≥2

5.1.3與護墻板冷注射成型相關的的性能方面見表5-2。

5.1.4鍛件的出現變形層面、終鍛環境溫度和金屬材質晶粒盡寸兩者的直接關系見圖5-1。

5.1.5和金動向再析出見圖5-2。

5.1.6打著機葉輪葉子模鍛件由頂鍛和終鍛二道生產工藝模鍛而成,區別的煅造熱處理加熱溫差對葉輪葉子的引響見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉輪葉子進行性能參數為。

5.1.7和金在常溫下的開裂抗力身材曲線見圖5-3。

5.2熔接生產使用性能參數耐熱合金含有令人滿意的熔接生產使用性能參數,用于氬弧焊、電子元器件束焊、縫焊、電焊、等措施實施熔接生產。

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]。

5-2 

融煉加工工藝

板厚/mm

情況

杯突的深度/mm

重復多次彎曲變形兩次

限深沖指數

真空度感測器加電渣

1.5

950℃固溶

11.5

17.5

1.96

5-3[19] 

煅造高溫平均溫度/℃

20℃伸展安全性能

650℃拉伸彈簧安全性能

650℃,690MPa堅持下去機械性能

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

5.3零件及運轉情況加工熱治理工學藝民航零件及運轉情況加工的熱治理基本按1.5條規格規定的Ⅱ、Ⅲ2種管理監督機制,即規格熱治理管理監督機制和會時長熱治理管理監督機制確定。再要高技術法律規定的因素下,也可通過管理監督機制熱治理。按規格管理監督機制熱治理時,固溶治理可在950~980℃比率內,在圈定的水溫?10℃下確定。

5.4表皮處置技術必要的時可對鑄件表皮場面確定噴丸升星、孔摩擦升星或螺孔滾壓升星工藝,使鑄件在交變承載的條件下事業的使用期限呈幾何發展。

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削磨制作與削磨的性能硬質合金可群眾滿意地確定削磨制作。

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) 

6-1—溫度對熱軋棒材的拉伸性能影響

6-1 

高溫/℃

抗壓承載力承載力σb/MPa

屈服值屈服強度σP0.2/MPa

長度率/%

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

6-2—鍛件(短橫向實驗)的低溫性能

6-2 

室溫/℃

抗拉效果效果σb/MPa

妥協承載力σP0.2/MPa

生長率/%

收縮率/%

980℃?5℃固溶降溫,水冷式 720℃?5℃,8H結晶軟化,爐冷至620℃?5℃外保溫

到總有效期事件達到18半小時 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

 

溫濕度/℃

抗拉的強度的強度σb/MPa

抗拉撓度σP0.2/MPa

受力率/%

伸縮率/%

1065℃?5℃,45min,水冷式 760℃?5℃,10小積累通戶,爐冷至650℃?5℃隔熱

到總有效期時段達到了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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