GH4169
一、GH4169概述
GH4169硬質和金屬是以體心六方的γ"和面心立米的γ′相結晶武器鍛造的鎳基高溫硬質和金屬,在-253~700℃溫度使用范圍圖內極具優秀的,650℃以下的的屈服值效果居彎曲高溫硬質和金屬的*,并極具優秀的、抗輔射、、耐腐蝕性性固定量分析,還有優秀的生產制造出固定量分析、電弧焊接固定量分析和安排固定量分析,能制造出所有模樣繁復的零器件,在宇航、核能源、原油工業企業中,在據此溫度使用范圍圖內得到 了為寬泛的應該用。
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板材型號GH4169(GH169)
1.2GH4169同類鋼種Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169資料的新技術原則
GJB2612-1996《對接焊用高溫高壓耐熱合金冷不銹鋼拉絲材標準化》
HB6702-1993《WZ8系列的用GH4169硬質合金棒材》
GJB3165 《航班承力件用常溫合金屬軋鋼和鍛制棒材正規》
GJB1952 《航空運輸用高溫作業硬質合金冷軋鋼板金屬薄板規范標準》
GJB1953《 民航打著機甩動件用氣溫和金冷軋棒材標準》
GJB2612 《焊接方法用耐高溫合金屬冷拉絲機材國家標準》
GJB3317《 民用航空用高熱耐熱合金軋鋼鋼板正規》
GJB2297 《民用航空用室溫和金冷拔(軋)無逢管管理規范》
GJB3020 《飛機用氣溫硬質合金環坯標準規范》
GJB3167 《冷鐓用較高溫度鋁合金冷金屬拉絲材正確》
GJB3318 《航天用溫度過高鎳鋼帶鋼帶材標準規范》
GJB2611《 飛機維修用高溫硬質合金冷拉棒材正確》
YB/T5247 《焊接加工用中高溫鎳鋼冷金屬拉絲》
YB/T5249 《冷鐓用常溫不銹鋼冷拉絲機》
YB/T5245 《平常承力件用高溫環境合金鋼軋鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 運轉核心部件用氣溫鎂合金熱軋鋼板棒材》
GB/T14994 《溫度高合金類冷拉棒材》
GB/T14995 《中高溫合金類軋鋼板》
GB/T14996 《高熱和金冷扎卷板》
GB/T14997 《高溫高壓合金鋼鍛制圓餅》
GB/T14998 《室溫鎂合金坯件毛壞》
GB/T14992 《較低溫度鎂合金和輕金屬間化學物質較低溫度產品的等級分類和品種》
HB5199《 航空運輸用炎熱合金鋼冷軋鋼卷板》
HB5198 《航天嫩葉用扭曲較高溫度合金類棒材》
HB5189 《航空航天樹葉用發生形變較高溫度硬質合金棒材》
HB6072 《WZ8系列產品用GH4169碳素鋼棒材》
1.4GH4169檢查是否有效因素該合金產品的檢查是否有效因素構成3類:標淮有效因素、高品質有效因素、高純有效因素,見表1-1。高品質有效因素的在標淮有效因素的基礎理論框架上降碳增鈮,關鍵在于增多氧化鈮的用戶,增多勞累源和加強淬煉相的用戶,提升 耐熱性和產品的強度。一起增多有影響硫氰酸鹽和和氣氣體占比。高純有效因素是在高品質標淮基礎理論框架上下降和有影響硫氰酸鹽的占比,提升 產品飽和度和。
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。
表1-1[1] %
類 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
規范標準 | ≤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 | |||||
高質 | 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 | |||||
分類 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
并不超過 | |||||||||||||
基準 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
好的 | 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%
等級分類 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
太以上 | |||||||||
基準 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
特色 | 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熱整理會議方式硬質合金材料具備著各種的熱整理會議方式,以抑制晶體度、抑制δ相形貌、分布范圍和總數量,進而換取各種層次的熱學功效。硬質合金材料熱整理會議方式分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的品種年紀和提供商感覺就能夠提供商模鍛件(盤、整體布局鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有所不同形狀圖片大全和盡寸的立即擰緊件、優質的配置器件等、交期感覺由供求交易雙方彼此談判。絲材以談判的交期感覺成盤狀交期。
1.7GH4169熔鑄和鑄施工技藝硬質合金的冶煉藝有3類:正空環境感受到加電渣重熔;正空環境感受到加正空環境脈沖重熔;正空環境感受到加電渣重熔加正空環境脈沖重熔。可要根據零部件的選用規范,進行所用的冶煉藝,做到用規范。
1.8GH4169軟件應運概述與特殊的規定創造航班和航天工程啟傾向中的多種多樣停止件和高速旋轉件,如盤、環件、機匣、軸、葉輪葉片、鎖緊螺栓件、可塑性pcb板、管道煤氣連接管、密閉pcb板等和焊設備構造件;創造核能發電工業企業軟件應運的多種多樣可塑性pcb板和格架;創造國際石油和熱鄰域軟件應運的所需要的零部件及所需要的零部件。
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溶化溫度表面積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線變形標準值見表2-3;
2.2GH4169孔隙率ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電功效
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帶磁能金屬無帶磁。
2.5GH4169電化學功效
2.5.1GH4169的性能在空氣的材質中應力測試100h后的空氣氧化傳送速度見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
氧化反應強度/(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]
樣式 d/mm | 抽樣路徑 | θ/℃ | 熱塑性能方面不大于 | HBS | 男人持久性 | |||||
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 | 跨頁 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 跨頁 | 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γ"相是該錳鋼材料的最主要的提高相,其高安穩溫是650℃,開啟固熔溫為840~870℃,*固熔溫是950℃,γ′相也是該錳鋼材料的提高相,但總數量不少γ"相,其分溶解溫是600℃,*熔解溫是840℃;δ相的開啟分溶解溫是700℃,分溶解峰溫是940℃,980℃開啟熔解,*熔解溫是1020℃。
4.2準確時間-溫差-策劃 改變線條見圖4-1。
4.3鎂合金結構設計結構設計
4.3.1硬質合金屬原則熱處置感覺的機構由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組合成。γ"(Ni3Nb)相是注意武器鑄造相,為體心四正良好成分的亞穩定性高相,呈圓板狀在基體中彌散共格進行進行溶解,在時效性或用期間,有向δ相提升的的趨勢,使力度上升。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數據次于γ"相,呈球狀彌散進行進行溶解,對硬質合金屬起一個分武器鑄造效用。δ相注意在晶界進行進行溶解,其形貌與鑄造期間的終鍛溫度關干,終鍛溫度在900℃,生成針狀,在晶界和晶內進行進行溶解;終鍛溫度達930℃,δ相呈顆粒物狀,光滑布置;終鍛溫度達950℃,δ相呈短棒狀,布置于晶界為主導;終鍛溫度達980℃,在晶界進行進行溶解小量針狀δ相,鍛件會出現男人持續人才缺陷明各樣。終鍛溫度以達到1020℃或更高一些,鍛件中無δ相進行進行溶解,晶粒度大小進而粗化,鍛件有男人持續人才缺陷明各樣。鑄造進程中,δ相在晶界進行進行溶解,能得到釘扎效用,障礙晶粒度大小粗化。
4.3.2L相是扭曲GH4169鋁合金中不可以會的存在的相,該相富鈮,會的存在于鑄錠枝晶間,減低鑄錠初溶點,鑄錠中L相固溶攝氏度和更加均勻化用時的的聯系見圖4-2。
4.3.3晶體度
4.3.3.1合金材料在耐高溫固熔(隔熱保溫2h)時的晶粒大小長大了行為見圖4-3。
4.3.3.2棒材(初始晶體9~9.5級)經區別溫差加溫并且以區別形變量淬火形變后,再路過細則熱除理(固溶溫差965℃,1h),其晶體度的變化規律見表4-1。
4.3.3.3鍛件技能標準規范中規定,高級鍛件平衡水平金屬材質金屬材質晶體度為三級,限制其他2級,高防鍛件平衡水平金屬材質金屬材質晶體度為8級,限制其他2級;馬上追訴時效鍛件平衡水平金屬材質金屬材質晶體度通常10級或更細。
4.3.4一直時效性性的鍛件在600~700℃時效性性500h后,分析出相數量統計的不同見表4-2。
表4-1[19]
鑄造受熱室溫/℃ | 這變型度的金屬材質晶粒度/級 | 鍛鑄微波加熱溫差/℃ | 以內扭曲程度上的金屬材質晶粒度/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]
限期實驗室管理標準 | 揮發相次數/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
同時有效期模式 | 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擠壓成型性能指標
5.1.1因GH4169各種錳鋼中鈮硫含量高,各種錳鋼中的鈮偏析階段與冶煉流程設計直接性性關聯。電渣重熔和真空系統焊弧融煉的融煉強度和電棒的性能管理環境直接性性應響木頭材質的優略。熔速快,易轉變成富鈮的黑斑;熔速慢,會轉變成貧鈮的皮膚斑點;電棒表明性能管理差和電棒內層有紋裂,均易影響皮膚斑點的轉變成,這些,挺高電棒性能管理和操縱熔速及挺高鋼錠的初凝效率是冶煉流程設計的重點環境因素。為杜絕鋼錠中的營養元素偏析過高,目前為止通過的鋼錠尺寸好不低于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經平均化手工加工處理的不銹鋼兼有健康的熱手工加工食用性能參數,鋼錠的開坯熱處理溫差沒法以上1120℃。鍛件的熔煉加工新工藝應按照鍛件食用實力和APP規定要求,配合研發廠的研發狀況而定。開坯和研發鍛件是,兩邊淬火溫差和終鍛溫差可以按照零部件所規定要求的結構睡眠狀態和食用性能參數來制定,一樣 情況報告下,熔煉加工的終鍛溫差設定在930~950℃中間為宜。分類鍛件的熔煉加工溫差和斷裂成度見表5-1。
表5-1[17]
熔煉類目 | 次熔煉 | 2次鑄造 | 再者次鍛造加工 | |||
微波加熱水溫/℃ | 膨脹量/% | 調溫溫度因素/℃ | 和變形量/% | 電加熱室溫/℃ | 發生形變量/% | |
普普通通 高超 隨便實效 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 容許 ≥2 ≥2 |
5.1.3與石材冷熱擠壓有關的信息的性見表5-2。
5.1.4鍛件的磨損成度、終鍛平均溫度和金屬材質晶粒尺寸圖左右的原因見圖5-1。
5.1.5不銹鋼動向再凝結見圖5-2。
5.1.6起傾向茶葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道一工序模鍛而成,不一的鑄造加熱的溫度對茶葉的影晌見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的茶葉結構性為。
5.1.7各種合金在高溫度下的和變形抗力擬合曲線見圖5-3。
5.2電焊的安全性能不銹鋼存在不錯的電焊的安全性能,能作氬弧焊、電子器件束焊、縫焊、激光焊等的方法開展電焊。
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
熔練加工制作工藝 | 板厚/mm | 睡眠狀態 | 杯突高度/mm | 反反復復彎折變形數次 | 限深沖比率 |
真空室自感應加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鍛打供暖體溫/℃ | 20℃彎曲性 | 650℃拉伸運動特性 | 650℃,690MPa耐用功能 | ||||||||
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鑄件熱治療加工工藝飛防鑄件的熱治療常見按1.5條法規的Ⅱ、Ⅲ每種工作管理問責體系管理,即規范熱治療工作管理問責體系管理和馬上法定期限熱治療工作管理問責體系管理實施。再要枝術證據的因素下,也可所采用工作管理問責體系管理熱治療。按規范工作管理問責體系管理熱治療時,固溶治療可在950~980℃的范圍內,在所選的室內溫度?10℃下實施。
5.4面解決工藝設計重要時可對元件面態勢展開噴丸淬煉、孔彎曲淬煉或螺紋標準滾壓淬煉工藝程序,使元件在交變超載負荷因素下工作上的壽命呈幾何增速。
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銑削生產制作與軸類性鎳鋼可滿意率地來銑削生產制作。
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
溫度因素/℃ | 抗壓抗彎強度抗彎強度σb/MPa | 示弱難度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
平均溫度/℃ | 抗拉抗拉強度抗拉強度σb/MPa | 抗拉硬度σP0.2/MPa | 受力率/% | 縮水率/% |
980℃?5℃固溶固溶處理,散熱 720℃?5℃,8小的時候沉墊固化,爐冷至620℃?5℃保溫 到總時限日期到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 |
平均溫度/℃ | 拉伸程度程度σb/MPa | 屈服值程度σP0.2/MPa | 受力率/% | 拉伸率/% |
1065℃?5℃,45min,散熱 760℃?5℃,10小時內發展硬底化,爐冷至650℃?5℃保熱 到總實效日期提升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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