GH4169
一、GH4169概述
GH4169碳素鋼是以體心六方的γ"和面心立方米的γ′相奠定淬煉的鎳基炎熱碳素鋼,在-253~700℃溫差區域內更具保持好的,650℃低于的軟弱標準居磨損炎熱碳素鋼的*,并更具保持好的、抗電磁干擾、、耐蝕化耐熱性,與保持好的加工生產耐熱性、焊耐熱性和公司穩固性,才可以生產各類形狀圖片冗雜的零零配件,在宇航、核能發電、石油天然氣產業中,在下列溫差區域內有了為多方面的應運。
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涂料品種GH4169(GH169)
1.2GH4169同類類型Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169相關材料的科技的標準
GJB2612-1996《錫焊用高熱合金屬冷磨砂材規范標準》
HB6702-1993《WZ8題材用GH4169合金屬棒材》
GJB3165 《飛防承力件用溫度合金鋼軋鋼和鍛制棒材原則》
GJB1952 《國際航空用持續高溫合金材料冷軋鋼板板料規范性》
GJB1953《 中國航空啟心理勻速轉動件用中高溫耐熱合金熱軋鋼棒材國家標準》
GJB2612 《焊接加工用高溫金屬冷拔絲材規程》
GJB3317《 民航用溫度過高金屬帶鋼裝飾板材規范了》
GJB2297 《民用航空用高溫高壓鋁合金冷拔(軋)無逢管規范化》
GJB3020 《航空公司用高熱合金類環坯原則》
GJB3167 《冷鐓用高溫環境合金材料冷磨砂材規范起來》
GJB3318 《航空公司用溫度過高耐熱合金冷軋鋼帶材標準規范》
GJB2611《 飛機用高溫作業耐熱合金冷拉棒材正規》
YB/T5247 《焊接生產用高熱合金類冷不銹鋼拉絲》
YB/T5249 《冷鐓用溫度過高合金鋼冷金屬拉絲》
YB/T5245 《正規承力件用氣溫合金鋼熱軋鋼板和鍛制棒材》
GB/T14993《 屋頂風機具有轉動零部件用耐高溫合金鋼熱扎棒材》
GB/T14994 《高溫度金屬冷拉棒材》
GB/T14995 《高溫環境金屬帶鋼板》
GB/T14996 《高溫錳鋼冷軋鋼板料》
GB/T14997 《高的溫度合金鋼鍛制圓餅》
GB/T14998 《溫度過高鎂合金坯件毛壞》
GB/T14992 《高溫度天氣金屬材質和金屬材質間化學物質高溫度天氣素材的分為和鋼材型號》
HB5199《 民航用高溫作業合金鋼帶鋼金屬薄板》
HB5198 《航班茶葉用變型高的溫度鎂合金棒材》
HB5189 《民航葉輪葉片用變彎室溫金屬棒材》
HB6072 《WZ8系列作品用GH4169各種合金棒材》
1.4GH4169電物理化學精分該合金屬的電物理化學精分分類3類:細則單位成份、一流成份、高純成份,見表1-1。一流成份的在細則單位成份的的核心上降碳增鈮,關鍵在于避免氧化鈮的量,避免疲乏源和增添強化木紋地板相的量,從而挺高能力和建材效果。同一避免輻射危害鈣鎂離子隨和體水平。高純成份是在一流細則單位的核心上減低和輻射危害鈣鎂離子的水平,從而挺高建材純凈度和。
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 | |||||
細則 | ≤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 | |||||
好的 | 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 | |||||
類目 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
很不低于 | |||||||||||||
標準的 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
高質 | 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%
類目 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
并不超過 | |||||||||
基準 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
高質 | 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熱處里會議措施金屬屬含有多種的熱處里會議措施,以抑制晶體度、抑制δ相形貌、分布范圍和人數,才能榮獲多種層次的測力耐熱性。金屬屬熱處里會議措施分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 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明細外形尺寸大小和提供的動態能提供模鍛件(盤、整體結構鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有差異 外形和尺寸大小的立即擰緊件、粘性零件等、發貨的動態由供求兩者商討。絲材以商討的發貨的動態成盤狀發貨。
1.7GH4169冶煉和精鑄技藝合金鋼的冶煉技藝可以分為3類:高壓氣感性加電渣重熔;高壓氣感性加高壓氣電弧焊接放電重熔;高壓氣感性加電渣重熔加高壓氣電弧焊接放電重熔。可跟據鑄件的用到規定必須,考慮流程的冶煉技藝,需求利用規定必須。
1.8GH4169選用簡況與特別的規定要求創造技術民用航空和核工業企業啟驅動力中的一些平穩件和翻轉件,如盤、環件、機匣、軸、樹葉、鎖固件、塑性電子器件、然氣軟管、密封圈電子器件等和點焊結構的件;創造技術核能源工業企業選用的一些塑性電子器件和格架;創造技術石油工業和石油化工層面選用的加工組件及加工組件。
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融化溫差空間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線澎脹常數見表2-3;
2.2GH4169容重ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電耐磨性
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磁鐵能錳鋼無磁鐵。
2.5GH4169物理化學的性能
2.5.1GH4169安全性能在的空氣導電介質中可靠性試驗100h后的氧化物波特率見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
氧化反應濃度/(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]
要求 d/mm | 制樣角度 | θ/℃ | 彎曲性不高于 | HBS | 經久耐用性能指標 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 垂直 | 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相變氣溫γ"相是該和金鋼的主要是升級相,其高穩定性高氣溫是650℃,進行固熔氣溫為840~870℃,*固熔氣溫是950℃,γ′相也是該和金鋼的升級相,但次數多于γ"相,其析晶氣溫是600℃,*熔解氣溫是840℃;δ相的進行析晶氣溫是700℃,析晶峰氣溫是940℃,980℃進行熔解,*熔解氣溫是1020℃。
4.2用時-工作溫度-組織性適應的身材曲線見圖4-1。
4.3各種合金安排格局
4.3.1合金材料材料的標準熱正確處理壯態的阻止由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相包含。γ"(Ni3Nb)相是具體強化裝備相,為體心八方制度化構造的亞平衡相,呈圓輪狀在基體中彌散共格分進行析晶,在時效性或應用前幾天里,有向δ相變化的未來趨勢,使承載力上升。γ′(Ni3(Al、Ti))相的人數次于γ"相,呈球狀彌散分進行析晶,對合金材料材料起一本分強化裝備使用。δ相具體在晶界分進行析晶,其形貌與鍛壓前幾天里的終鍛體溫關以,終鍛體溫在900℃,導致針狀,在晶界和晶內分進行析晶;終鍛體溫達930℃,δ相呈科粒狀,平滑劃分;終鍛體溫達950℃,δ相呈短棒狀,劃分于晶界為核心;終鍛體溫達980℃,在晶界分進行析晶一些針狀δ相,鍛件經常出現長久空缺神經辨別力狀態。終鍛體溫做到1020℃或更強,鍛件中無δ相分進行析晶,晶體度無常的意思粗化,鍛件有長久空缺神經辨別力狀態。鍛壓過程中 中,δ相在晶界分進行析晶,能出到釘扎使用,影響晶體度粗化。
4.3.2L相是變化GH4169鎂合金中不合法來源于著的相,該相富鈮,來源于著于鑄錠枝晶間,下降鑄錠初沸點,鑄錠中L相固溶平均溫度和平均化精力的關心見圖4-2。
4.3.3晶體度
4.3.3.1鎳鋼在高熱固熔(恒溫2h)時的晶粒度長完趨勢見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原來晶體9~9.5級)經的不一樣溫濕度微波加熱即為的不一樣扭曲量鍛打扭曲后,再由標淮熱補救(固溶溫濕度965℃,1h),其晶體度的發生變化見表4-1。
4.3.3.3鍛件技術性的標準要求,普通級鍛件年均晶粒大小度大小度為三級,充許少數情況2級,高韌鍛件年均晶粒大小度大小度為8級,充許少數情況2級;可以直接時效性鍛件年均晶粒大小度大小度應該是10級或更細。
4.3.4直觀實效的鍛件在600~700℃實效500h后,溶解相的數量的的變化見表4-2。
表4-1[19]
段造進行加熱氣溫/℃ | 下發生形變限度的晶粒度度/級 | 煅造燒水平均溫度/℃ | 下彎曲限度的金屬材質晶粒度/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]
實效管理規范 | 溶解相數/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
立即時間狀況 | 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擠壓成型特性
5.1.1因GH4169鎂耐熱合金中鈮含鋅量高,鎂耐熱合金中的鈮偏析情況與冶金行業方法就會有關。電渣重熔和蒸空焊弧鍛煉的鍛煉車速和電棒的水平方式就會會影響布料材質的優劣勢分析。熔速快,易達成富鈮的黑斑;熔速慢,會達成貧鈮的皮膚白癜風;電棒界面水平差和電棒內部組織有裂痕,均易致使皮膚白癜風的達成,因而,加快電棒水平和管控熔速及加快鋼錠的干固波特率是冶煉方法的關鍵性問題。為避免出現鋼錠中的屬性偏析過高,到目前為止主要采用的鋼錠內直徑太大過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經不光滑化除理的金屬兼有比較好的熱加工研發的機械性能方面,鋼錠的開坯加溫的濕度允許多于1120℃。鍛件的鍛鑄加工應結合起來鍛件實用情況和應運前提,結合起來研發的廠的研發的前提而定。開坯和研發的鍛件是,間熱處理的濕度和終鍛的濕度有必要結合起來產品所前提的企業方式和機械性能方面來來確定,平常事情下,鍛鑄的終鍛的濕度操作在930~950℃區間內為宜。各樣鍛件的鍛鑄的濕度和膨脹的程度見表5-1。
表5-1[17]
熔煉品目 | 次煅造 | 二、次鍛造加工 | 第三個次鍛鑄 | |||
高溫室內溫度/℃ | 發生量/% | 熱處理濕度/℃ | 發生量/% | 采暖器室內溫度/℃ | 開裂量/% | |
普通型 高強度 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 | 同意 ≥2 ≥2 |
5.1.3與細木工板冷塑壓有關的機械性能見表5-2。
5.1.4鍛件的斷裂方面、終鍛環境溫度和晶粒度的尺寸之中的問題見圖5-1。
5.1.5合金屬動態數據再晶體見圖5-2。
5.1.6啟行為葉面模鍛件由頂鍛和終鍛二道環節模鍛而成,各個的段造微波加熱的溫度對葉面的導致見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉面安排效能為。
5.1.7合金屬在高溫度下的傾斜抗力身材曲線見圖5-3。
5.2錫焊生產工藝安全性能指標鎳鋼具備理想的錫焊生產工藝安全性能指標,可氬弧焊、光學束焊、縫焊、電焊、等手段來錫焊生產工藝。
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
融煉新工藝 | 板厚/mm | 壯態 | 杯突深度的/mm | 致使反復內彎兩次 | 限深沖比率 |
機械泵感應加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鑄造加溫水溫/℃ | 20℃熱塑能 | 650℃延展使用性能 | 650℃,690MPa堅持下去性能參數 | ||||||||
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所需要的零部件熱工作方法民航所需要的零部件的熱工作平常按1.5條法規的Ⅱ、Ⅲ兩類管理機制,即的基準熱工作管理機制和馬上追訴時效熱工作管理機制開始。其次技巧根據的具體條件下,也可選擇管理機制熱工作。按的基準管理機制熱工作時,固溶工作可在950~980℃依據內,在選中的高溫?10℃下開始。
5.4表明作業加工制作工藝 相應時可對所需要的零部件圖表明場面實現噴丸武器鍛造、孔擠壓成型武器鍛造或螺母滾壓武器鍛造制作工序,使所需要的零部件圖在交變荷載條件下作業的壽命短也隨著上升。
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車削手工加工廠手工加工廠與電火花加工廠安全性能鎳鋼可令人滿意地來進行車削手工加工廠手工加工廠。
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
溫差/℃ | 抗壓剛度剛度σb/MPa | 軟弱密度σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 收攏率/% |
-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
體溫/℃ | 抗壓剛度剛度σb/MPa | 示弱強度σP0.2/MPa | 生長率/% | 拉伸率/% |
980℃?5℃固溶熱處理,水冷散熱 720℃?5℃,8h石雕文化沉淀疏松,爐冷至620℃?5℃隔溫 到總用時用時到181天 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 |
氣溫/℃ | 抗壓標準標準σb/MPa | 妥協密度σP0.2/MPa | 張拉率/% | 收縮率/% |
1065℃?5℃,45min,水冷散熱器 760℃?5℃,10小時發展疏松,爐冷至650℃?5℃保熱 到總限期的時間提高20小時英文 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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