GH4169
一、GH4169概述
GH4169碳素鋼屬是以體心四海的γ"和面心萬立方的γ′相沉淀物武器鍛造的鎳基氣溫碳素鋼屬,在-253~700℃熱度范疇內內具備著不錯的,650℃接下來的屈服硬度硬度居和變形氣溫碳素鋼屬的*,并具備著不錯的、抗影響、、耐腐化效能,包括不錯的加工處理效能、焊效能和機構穩界定性,要能加工多種線條繁雜的零機件,在宇航、核能發電、是由工業制造中,在據此熱度范疇內內獲得了了為多的應用軟件。
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相同品種Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169裝修材料的技藝標淮
GJB2612-1996《對接焊用較高溫度錳鋼冷不銹鋼拉絲材技術規范》
HB6702-1993《WZ8系例用GH4169各種合金棒材》
GJB3165 《航空航天承力件用耐高溫合金材料熱軋鋼和鍛制棒材制約》
GJB1952 《飛防用常溫合金類冷軋鋼板簿板管理規范》
GJB1953《 空航打火機轉動或者單方向轉動件用耐高溫不銹鋼軋鋼棒材標準規范》
GJB2612 《焊接加工用高溫環境碳素鋼冷壓模材規則》
GJB3317《 中國航空用較高溫度錳鋼熱軋鋼板材料規范性》
GJB2297 《航空航天用溫度鋁合金冷拔(軋)無縫焊接管規范起來》
GJB3020 《航空運輸用氣溫碳素鋼環坯規定》
GJB3167 《冷鐓用溫度過高碳素鋼冷金屬拉絲材標準規范》
GJB3318 《飛機用溫度硬質合金熱軋帶材規定》
GJB2611《 民用航空用高溫環境和金冷拉棒材要求》
YB/T5247 《手工焊接用耐高溫合金屬冷拔絲》
YB/T5249 《冷鐓用高溫作業合金屬冷金屬拉絲》
YB/T5245 《平常承力件用高溫度硬質合金帶鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 轉動或者單方向轉動機件用高的溫度合金鋼冷軋棒材》
GB/T14994 《溫度各種合金冷拉棒材》
GB/T14995 《溫度高和金熱軋鋼板板》
GB/T14996 《高溫環境合金類冷軋鋼卷板》
GB/T14997 《耐高溫和金鍛制圓餅》
GB/T14998 《高的溫度鎂合金坯件毛壞》
GB/T14992 《中高溫天氣鎂合金和原材料間類化合物中高溫天氣原材料的各類和鋼材型號》
HB5199《 航班用低溫金屬熱軋金屬薄板》
HB5198 《空航樹葉用變彎耐高溫耐熱合金棒材》
HB5189 《國際航空葉面用壓扁氣溫鋁合金棒材》
HB6072 《WZ8系例用GH4169鎂合金棒材》
1.4GH4169有機物理化學精分該錳鋼的有機物理化學精分劃分為3類:規則化文件、優良文件、高純文件,見表1-1。優良文件的在規則化文件的根本上降碳增鈮,因此極大才能縮減氧化鈮的數量,極大才能縮減乏力源和不斷增加淬煉相的數量,加強使用性能和文件效果。的同時極大才能縮減有危害性沉渣主氣體色度。高純文件是在優良規則化根本上減小和有危害性沉渣的色度,加強文件色度和。
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] %
類屬 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
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 | |||||
優異 | 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 | ||||
面積不低于 | |||||||||||||
標準單位 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
優良 | 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%
行業類別 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
越來越于 | |||||||||
規格 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
高品質 | 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熱加工措施碳素鋼類更具各個的熱加工措施,以控住晶體度、控住δ相形貌、遍布和數,最終得以賺取各個水平的流體力學耐腐蝕性。碳素鋼類熱加工措施分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明細要求和產生方式都可以產生模鍛件(盤、整體性鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、不同的款式和外形尺寸的立即擰緊件、可塑性器件等、發貨方式由供求關系對方磋商。絲材以磋商的發貨方式成盤狀發貨。
1.7GH4169鍛造和鑄造廠藝金屬的冶煉藝以分成3類:負壓感覺加電渣重熔;負壓感覺加負壓弧光重熔;負壓感覺加電渣重熔加負壓弧光重熔。可按照零件加工的采用特殊讓,考慮需提交的冶煉藝,具備app特殊讓。
1.8GH4169適用簡介與特異規范要求生產加工飛機維修和航空起因素中的不同勻速直線運動件和運轉件,如盤、環件、機匣、軸、嫩葉、立即擰緊件、剛性組件、燃汽連接管、良好的密封性組件等和焊接生產的結部件;生產加工核技術工業化的適用的不同剛性組件和格架;生產加工中國石油和藍翔塑業久久久综合久久久-99精品久久久久久蜜桃-蜜桃av噜噜-精品综合久久久久久888蜜桃所生產的的領域適用的部件及部件。
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熱性食物能
2.1.1GH4169融化溫差范圍圖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線熱脹常數見表2-3;
2.2GH4169密度單位ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電性
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永磁鐵能金屬無永磁鐵。
2.5GH4169有機化學安全性能
2.5.1GH4169性在水汽材質中耐壓試驗100h后的硫化頻率見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
防氧化傳輸速度/(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]
品種 d/mm | 抽樣定位 | θ/℃ | 剪切效能不值為 | HBS | 更久能力 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 堅向 | 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 | 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相變工作高溫γ"相是該硬質和金的首要升級相,其高比較穩定工作高溫是650℃,著手固熔工作高溫為840~870℃,*固熔工作高溫是950℃,γ′相也是該硬質和金的升級相,但規模至少γ"相,其分分溶解工作高溫是600℃,*熔解工作高溫是840℃;δ相的著手分分溶解工作高溫是700℃,分分溶解峰工作高溫是940℃,980℃著手熔解,*熔解工作高溫是1020℃。
4.2時候-溫暖-團隊轉換弧線見圖4-1。
4.3耐熱合金策劃 型式
4.3.1鋁硬質合金標準的熱進行處理階段的組織開展由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相分為。γ"(Ni3Nb)相是核心升級相,為體心四面八方依規設備構造的亞不穩定性相,呈園盤狀在基體中彌散共格析晶,在時間或app其間,有向δ相轉移的大趨勢,使難度降低。γ′(Ni3(Al、Ti))相的總量次于γ"相,呈球狀彌散析晶,對鋁硬質合金起幾局部升級功效。δ相核心在晶界析晶,其形貌與打造其間的終鍛氣溫業內,終鍛氣溫在900℃,組成針狀,在晶界和晶內析晶;終鍛氣溫達930℃,δ相呈粒子狀,不勻布置;終鍛氣溫達950℃,δ相呈短棒狀,布置于晶界主要;終鍛氣溫達980℃,在晶界析晶少量的針狀δ相,鍛件出現耐用凹槽強烈性。終鍛氣溫起到1020℃或更快,鍛件中無δ相析晶,金屬材質晶粒度逐漸粗化,鍛件有耐用凹槽強烈性。打造具體步驟中,δ相在晶界析晶,能加到釘扎功效,妨礙金屬材質晶粒度粗化。
4.3.2L相是變彎GH4169鋁合金中不支持來源于的相,該相富鈮,來源于于鑄錠枝晶間,減少鑄錠初溶點,鑄錠中L相固溶體溫和均化時間段的有關見圖4-2。
4.3.3晶體度
4.3.3.1硬質合金在較高溫度固熔(保溫層2h)時的晶體長大后趨勢見圖4-3。
4.3.3.2棒材(初始晶粒度大小9~9.5級)經各種溫暖預熱同時以各種壓扁量鑄造壓扁后,再過的標準熱除理(固溶溫暖965℃,1h),其晶粒度大小度的變換見表4-1。
4.3.3.3鍛件高技術要求法律法規,常見的鍛件均衡晶體度為三級,不能相應2級,高韌鍛件均衡晶體度為8級,不能相應2級;隨時實效鍛件均衡晶體度取決于10級或更細。
4.3.4間接實效的鍛件在600~700℃實效500h后,溶解相總數量的變見表4-2。
表4-1[19]
鑄造蒸汽加熱溫度表/℃ | 下例變化數量的晶粒大小度/級 | 精鑄加溫溫/℃ | 左右形變層面的晶粒度度/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]
時長原則 | 沉淀相數量統計/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
可以法定期限動態 | 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生產使用性能
5.1.1因GH4169金屬中鈮含量高,金屬中的鈮偏析衡量標準與有色金屬加工會可以有關。電渣重熔和渦流電孤鍛煉的鍛煉時間和電棒的線產品的質量情形會可以危害木頭材質的優勢與劣勢。熔速快,易建成富鈮的黑斑;熔速慢,會建成貧鈮的癲癇;電棒表皮線產品的質量差和電棒的內部有劃痕,均易造成癲癇的建成,全部,延長電棒線產品的質量和把控熔速及延長鋼錠的固化速率單位是冶煉加工的重要的衡量標準。為盡量不要鋼錠中的無素偏析重,來看用的鋼錠尺寸越來越于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經透亮化治理的耐熱合金具有著較好的熱制作的耐熱性,鋼錠的開坯進行加熱溫濕度不準以上1120℃。鍛件的打造方法應通過鍛件使用的現狀和利用的要求,相結合制作廠的制作先決條件而定。開坯和制作鍛件是,中央退火工藝溫濕度和終鍛溫濕度須要通過器件所的要求的團體的情形和的耐熱性來決定,一樣 原因下,打造的終鍛溫濕度抑制在930~950℃之中為宜。各鍛件的打造溫濕度和和變形度見表5-1。
表5-1[17]
鑄造等級分類 | 次煅造 | 2次打造 | 第二次鑄造 | |||
燒水高溫/℃ | 變形幾率量/% | 供暖平均溫度/℃ | 磨損量/% | 加溫工作溫度/℃ | 形變量/% | |
平常 高防 進行追訴時效 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 準許 ≥2 ≥2 |
5.1.3與石材冷成型關干的效能見表5-2。
5.1.4鍛件的和變形階段、終鍛溫濕度和晶粒大小長寬范圍內的關系的見圖5-1。
5.1.5硬質合金信息再晶體見圖5-2。
5.1.6打著機葉輪模鍛件由頂鍛和終鍛二道工藝程序模鍛而成,各種的段造供暖溫度因素對葉輪的決定見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉輪結構功效為。
5.1.7硬質合金在高溫作業下的發生形變抗力弧線見圖5-3。
5.2激光電焊耐磨性合金類具滿意率的激光電焊耐磨性,適用氬弧焊、微電子束焊、縫焊、電焊、等方式開展激光電焊。
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
冶煉工藝設備 | 板厚/mm | 情況下 | 杯突程度/mm | 波動彎度三次 | 限深沖常數 |
蒸空檢測加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
段造高溫溫度/℃ | 20℃拉長特性 | 650℃拉伸形變性能方面 | 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鑄件熱解決生產工藝中國航空鑄件的熱解決平常按1.5條法規的Ⅱ、Ⅲ多種管理制,即準則的熱解決管理制和真接有效期熱解決管理制采取。第三系統原則的經濟條件下,也可完成管理制熱解決。按準則的管理制熱解決時,固溶解決可在950~980℃領域內,在選出的的溫度?10℃下采取。
5.4表明凈化處工院藝用得著時可對組件表明的局面展開噴丸提升、孔滾壓提升或螺母滾壓提升多種工序,使組件在交變載重情況下工作的的生命呈幾何擴大。
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銑削制造與軸類性能參數耐熱合金可喜歡地去銑削制造。
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
溫暖/℃ | 拉伸硬度硬度σb/MPa | 屈從抗彎強度σP0.2/MPa | 長度率/% | 拉伸率/% |
-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
溫度表/℃ | 抗壓硬度硬度σb/MPa | 屈服于撓度σP0.2/MPa | 受力率/% | 彎曲率/% |
980℃?5℃固溶降溫,風冷 720℃?5℃,8H水解硬底化,爐冷至620℃?5℃墻體保溫 到總追訴時效日子起到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 |
體溫/℃ | 拉伸程度程度σb/MPa | 屈服值承載力σP0.2/MPa | 受力率/% | 彎曲率/% |
1065℃?5℃,45min,風冷 760℃?5℃,10小時候濾渣通戶,爐冷至650℃?5℃保暖 到總期限時光提高201天 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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