GH4169
一、GH4169概述
GH4169鎳鋼材料是以體心四面八方的γ"和面心立方米的γ′相積淀升星的鎳基炎熱鎳鋼材料,在-253~700℃濕度因素使用超范圍內擁有優異的,650℃有以下的屈服承載力承載力居出現變形炎熱鎳鋼材料的*,并擁有優異的、抗福射、、耐氧化能力,及其優異的加工工藝能力、電弧焊接能力和組建穩定的性,就可以開發各式形式復雜的的零部位,在宇航、核能源、石油化工工業化中,在上面濕度因素使用超范圍內有了為具有廣泛性的應用軟件。
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原料鋼材型號GH4169(GH169)
1.2GH4169相似類型Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169的材料的技術水平規定
GJB2612-1996《焊接工藝用高溫高壓不銹鋼冷金屬拉絲材規范化》
HB6702-1993《WZ8品類用GH4169鎂合金棒材》
GJB3165 《中國航空承力件用高溫作業金屬熱軋鋼和鍛制棒材制約》
GJB1952 《民航用高溫合金鋼熱軋卷板標準規范》
GJB1953《 航天發起機推動件用氣溫碳素鋼冷軋棒材技術規范》
GJB2612 《手工焊接用室溫合金類冷磨砂材規范起來》
GJB3317《 飛機維修用高熱鎂合金軋鋼家具板材規范性》
GJB2297 《中國航空用高的溫度合金屬冷拔(軋)無縫拼接管要求》
GJB3020 《民用航空用常溫硬質合金環坯規范化》
GJB3167 《冷鐓用低溫鎳鋼冷壓模材規則》
GJB3318 《航天用高溫環境鋁合金熱軋帶材實驗室管理標準》
GJB2611《 航班用高溫天氣金屬冷拉棒材原則》
YB/T5247 《手工焊接用高溫度合金屬冷拉絲機》
YB/T5249 《冷鐓用高溫高壓鎂合金冷拉絲工藝》
YB/T5245 《常規承力件用高溫天氣和金冷軋和鍛制棒材》
GB/T14993《 運動部位用室溫合金類熱軋鋼板棒材》
GB/T14994 《高的溫度各種合金冷拉棒材》
GB/T14995 《持續高溫各種合金軋鋼板》
GB/T14996 《低溫和金帶鋼板料》
GB/T14997 《溫度高錳鋼鍛制圓餅》
GB/T14998 《常溫鎳鋼坯件毛壞》
GB/T14992 《高溫鋁合金和廢金屬間有機物高溫涂料的定義和鋼材牌號》
HB5199《 飛防用低溫和金冷扎薄鋼板》
HB5198 《航空航天葉尖用開裂較高溫度合金屬棒材》
HB5189 《飛防樹葉用變化高溫高壓錳鋼棒材》
HB6072 《WZ8全系列用GH4169耐熱合金棒材》
1.4GH4169化學物質上的基本成份該合金屬的化學物質上的基本成份可分3類:標的基本成份、優秀的基本成份、高純的基本成份,見表1-1。優秀的基本成份的在標的基本成份的前提上降碳增鈮,最后削減炭化鈮的規模,削減乏力源和延長武器鍛造相的規模,增加性能參數和食材抗彎強度。同一削減有毒硫氰酸鹽殘渣隨和體的溶解度。高純的基本成份是在優秀標前提上調低和有毒硫氰酸鹽殘渣的的溶解度,增加食材溶解度和。
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] %
專業類別 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
基準 | ≤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 | |||||
一流 | 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 | |||||
品目 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
不太于 | |||||||||||||
標準規定 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
創新型 | 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 |
不算太超過 | |||||||||
標準單位 | --- | --- | 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熱正確治療監督系統不銹鋼具多種的熱正確治療監督系統,以保持晶粒度度、保持δ相形貌、區域和量,而獲取多種級別的力學性能。不銹鋼熱正確治療監督系統分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品類規格和供貨感覺能供貨模鍛件(盤、整體結構鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有差異 款式和長度的加固件、優質的配置組件等、訂貨感覺由供求關系買賣雙方商議。絲材以商議的訂貨感覺成盤狀訂貨。
1.7GH4169熔練和冶煉新加工制作工藝 設備金屬的冶煉新加工制作工藝 設備分成3類:負壓感應加電渣重熔;負壓感應加負壓弧光重熔;負壓感應加電渣重熔加負壓弧光重熔。可利用零配件的食用的請求,確定必備的冶煉新加工制作工藝 設備,需求應用領域的請求。
1.8GH4169操作概貌與特異必須生產加工出航空運輸和航空航天啟驅力中的各方面平穩件和轉動或者單方向轉動件,如盤、環件、機匣、軸、葉尖、牢固件、塑性機件、天燃氣連接管、密閉機件等和激光焊接結構的件;生產加工出原子能化學工業操作的各方面塑性機件和格架;生產加工出石油天然氣和化工公司領域操作的機件及機件。
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熱性食物能
2.1.1GH4169溶化溫暖范圍內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線澎漲指數公式見表2-3;
2.2GH4169黏度ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電使用性能
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生物功能
2.5.1GH4169安全性能在冷空氣材質中實驗室檢測100h后的陽極氧化速率單位見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
被氧化傳輸速率/(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。
表3-1[1]
標準 d/mm | 制樣導向 | θ/℃ | 剪切使用性能不需小于 | HBS | 經久耐用能 | |||||
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 | 豎向 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 側向 | 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相變高溫γ"相是該硬質不銹鋼的包括加強相,其高穩定的高溫是650℃,開端固熔高溫為840~870℃,*固熔高溫是950℃,γ′相也是該硬質不銹鋼的加強相,但人數低于γ"相,其揮發高溫是600℃,*熔解高溫是840℃;δ相的開端揮發高溫是700℃,揮發峰高溫是940℃,980℃開端熔解,*熔解高溫是1020℃。
4.2時間-環境溫度-進行變為折線見圖4-1。
4.3不銹鋼組織構成構成
4.3.1錳鋼條件熱外理的情況的空間結構由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相構成的。γ"(Ni3Nb)相是最重點突破裝備相,為體心六方良好空間結構的亞相對穩定相,呈圓筒狀在基體中彌散共格沉淀,在時效性或軟件時間,有向δ相轉化成的新趨勢,使的強度減少。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數次于γ"相,呈球狀彌散沉淀,對錳鋼起幾那部分突破裝備效應。δ相最重點在晶界沉淀,其形貌與淬火加工時間的終鍛溫濕度想關,終鍛溫濕度在900℃,造成針狀,在晶界和晶內沉淀;終鍛溫濕度達930℃,δ相呈粒狀狀,一致分散;終鍛溫濕度達950℃,δ相呈短棒狀,分散于晶界來源于;終鍛溫濕度達980℃,在晶界沉淀少量的針狀δ相,鍛件發生持續收窄敏銳性。終鍛溫濕度到達1020℃或最高,鍛件中無δ相沉淀,晶體進而粗化,鍛件有持續收窄敏銳性。淬火加工的過程 中,δ相在晶界沉淀,能得到釘扎效應,妨礙晶體粗化。
4.3.2L相是和變形GH4169不銹鋼中不支持具備的相,該相富鈮,具備于鑄錠枝晶間,削減鑄錠初溶點,鑄錠中L相固溶的溫度和更加均勻化耗時的關系的見圖4-2。
4.3.3晶粒大小度
4.3.3.1合金材料在高溫度固熔(保熱2h)時的晶體長得非常傾向見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原創金屬材質晶體9~9.5級)經區別環境溫度煮沸同時以區別扭曲量鍛壓扭曲后,再經歷條件熱正確處理(固溶環境溫度965℃,1h),其金屬材質晶體度的變遷見表4-1。
4.3.3.3鍛件方法標準要求,高級鍛件的總值金屬材質晶粒度度度為三級,不可以少數情況2級,高超鍛件的總值金屬材質晶粒度度度為8級,不可以少數情況2級;直觀期限鍛件的總值金屬材質晶粒度度度應當為10級或更細。
4.3.4隨便法定期限的鍛件在600~700℃法定期限500h后,進行析出相數據的變化無常見表4-2。
表4-1[19]
煅造采暖器溫度表/℃ | 下類斷裂成度的晶體度/級 | 淬火熱處理溫差/℃ | 以內變行階段的金屬材質晶粒度/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]
追訴時效標準化 | 沉淀相占比/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
直接性法定期限狀況 | 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成形耐磨性
5.1.1因GH4169鋁錳鋼中鈮純度高,鋁錳鋼中的鈮偏析地步與石油化技術會想關。電渣重熔和抽真空脈沖冶煉的冶煉流速和電棒的線質理水平的情況會關系在材質的優劣勢。熔速快,易導致了了富鈮的黑斑;熔速慢,會導致了了貧鈮的白點;電棒表面層線質理水平差和電棒內外有紋裂,均易導致白點的導致了了,這些,增進電棒線質理水平和操縱熔速及增進鋼錠的初凝速率單位是冶煉藝的關健各種因素。為不要鋼錠中的原素偏析過高,直到今天利用的鋼錠直勁太小于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經更加均勻化治理 的合金屬還具有非常好的熱加工處理的性能方面,鋼錠的開坯熱處理加熱平均攝氏度表不宜少于1120℃。鍛件的鑄造制造加工技術應依據鍛件安全使用的現象和app想要,結合在一起制造加工廠的制造加工必要條件而定。開坯和制造加工鍛件是,里邊淬火平均攝氏度表和終鍛平均攝氏度表都要依據部件所想要的企業程序和的性能方面來判定,應該狀況下,鑄造的終鍛平均攝氏度表調控在930~950℃左右為宜。分類鍛件的鑄造平均攝氏度表和變型水平見表5-1。
表5-1[17]
打造門類 | 次鑄造 | 首次熔煉 | 3次段造 | |||
熱處理溫差/℃ | 傾斜量/% | 微波加熱溫差/℃ | 變化量/% | 升溫高溫/℃ | 斷裂量/% | |
普通型 高強 同時時限 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 可以 ≥2 ≥2 |
5.1.3與實木板材冷塑壓密切相關的功效見表5-2。
5.1.4鍛件的變行情況、終鍛室內溫度和晶粒度寸尺相互之間的影響見圖5-1。
5.1.5鎂合金動向再沉淀見圖5-2。
5.1.6發起機葉尖模鍛件由頂鍛和終鍛二道多種工序模鍛而成,不一樣的的鍛打熱處理室內溫度對葉尖的影響到見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉尖安排性為。
5.1.7各種合金在高的溫度下的變彎抗力斜率見圖5-3。
5.2氬弧焊技術生產功效錳鋼具理想的氬弧焊技術生產功效,適用氬弧焊、電子技術束焊、縫焊、激光點焊等技術做氬弧焊技術生產。
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]。
表5-2
鍛造藝 | 板厚/mm | 狀態下 | 杯突程度/mm | 反復性曲折機會 | 限深沖比率 |
抽真空感應開關加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
精鑄加水水溫/℃ | 20℃拉伸彈簧耐熱性 | 650℃伸展效果 | 650℃,690MPa長久效能 | ||||||||
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配件上的及運轉情況熱處置藝航班配件上的及運轉情況的熱處置普通按1.5條規則的Ⅱ、Ⅲ二者監督機制的重要性,即準則熱處置監督機制的重要性和使用時限熱處置監督機制的重要性使用。有了枝術依照的原則下,也可利用監督機制的重要性熱處置。按準則監督機制的重要性熱處置時,固溶處置可在950~980℃范圍內內,在全選的濕度?10℃下使用。
5.4外面治工院藝不必要時可對工件加工外面格局來噴丸升星、孔滾壓升星或內螺紋滾壓升星事情,使工件加工在交變剪力先決條件下事情的使用時間加飆升長。
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電火花加工生產生產制作與電火花加工生產能力鎳鋼可滿足地開展電火花加工生產生產制作。
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
高溫/℃ | 拉伸比強度比強度σb/MPa | 屈服值力度σP0.2/MPa | 生長率/% | 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
平均溫度/℃ | 抗拉硬度硬度σb/MPa | 屈服于效果σP0.2/MPa | 張拉率/% | 內縮率/% |
980℃?5℃固溶退火處理,風冷 720℃?5℃,8小時英文放置固化,爐冷至620℃?5℃外保溫 到總時長的時間到達18小時候 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/℃ | 抗壓強度強度σb/MPa | 妥協承載力σP0.2/MPa | 張拉率/% | 收縮毛孔率/% |
1065℃?5℃,45min,風冷 760℃?5℃,10一小時沉淀自己疏松,爐冷至650℃?5℃保暖 到總時長時候提升20時間 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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