GH4169
一、GH4169概述
GH4169鋁硬質鎳鋼是以體心八方的γ"和面心立米的γ′相沉淀自己強化的鎳基耐高平均溫度鋁硬質鎳鋼,在-253~700℃熱度的範圍內有著好的,650℃有以下的屈服于撓度居開裂耐高平均溫度鋁硬質鎳鋼的*,并有著好的、抗光輻射、、耐酸堿性耐磨性,、好的加工廠耐磨性、錫焊耐磨性和企業安穩性,也能手工制造各種各樣圖形多樣化的零控制部件,在宇航、核能發電、頁巖油企業中,在以上的熱度的範圍內刷快了為廣泛適用的適用。
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建筑材料鋼材牌號GH4169(GH169)
1.2GH4169相似型號Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169用料的工藝標
GJB2612-1996《悍接用氣溫耐熱合金冷金屬拉絲材規范標準》
HB6702-1993《WZ8類別用GH4169鎂合金棒材》
GJB3165 《飛機承力件用室溫各種合金熱軋鋼和鍛制棒材正確》
GJB1952 《航班用高溫高壓金屬熱軋卷板正規》
GJB1953《 飛機汽車發因素高速旋轉件用持續高溫各種合金熱扎棒材規范起來》
GJB2612 《電弧焊接用溫度過高鎂合金冷拔絲材標準化》
GJB3317《 航班用氣溫合金類熱扎原材料規程》
GJB2297 《國際航空用低溫和金冷拔(軋)無縫焊接管規范了》
GJB3020 《中國航空用溫度過高耐熱合金環坯規范起來》
GJB3167 《冷鐓用高的溫度合金類冷金屬拉絲材規范化》
GJB3318 《飛防用高熱合金屬帶鋼帶材原則》
GJB2611《 民航用中高溫鎂合金冷拉棒材正規》
YB/T5247 《電焊焊接用中高溫各種合金冷磨砂》
YB/T5249 《冷鐓用高溫度鎳鋼冷不銹鋼拉絲》
YB/T5245 《通常承力件用常溫鎳鋼帶鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 轉零件用高溫高壓不銹鋼軋鋼棒材》
GB/T14994 《耐高溫碳素鋼冷拉棒材》
GB/T14995 《炎熱不銹鋼熱扎板》
GB/T14996 《高溫高壓鋁合金帶鋼卷板》
GB/T14997 《高溫作業和金鍛制圓餅》
GB/T14998 《高溫度耐熱合金坯件毛壞》
GB/T14992 《氣溫環境碳素鋼和金屬件間類化合物氣溫環境食材的進行分類和型號》
HB5199《 航空運輸用溫度過高鎂合金熱軋金屬薄板》
HB5198 《飛機嫩葉用變行溫度高各種合金棒材》
HB5189 《航空航天嫩葉用斷裂溫度過高錳鋼棒材》
HB6072 《WZ8編用GH4169金屬棒材》
1.4GH4169普通機械上的部分表該合金屬的普通機械上的部分表可分3類:規則部分表、高品質部分表、高純部分表,見表1-1。高品質部分表的在規則部分表的基本知識理論上降碳增鈮,若想降低了氧化鈮的總量,降低了困乏源和增多進階相的總量,增加使用性能和板材強度。此外降低了不利沉渣主氣體水分量。高純部分表是在高品質規則基本知識理論上降低了和不利沉渣的水分量,增加板材色度和。
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] %
品目 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
標準規范 | ≤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 | |||||
優越 | 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 | |||||
等級分類 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
不太于 | |||||||||||||
標 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
好 | 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%
分類 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
并不嚴重于 | |||||||||
細則 | --- | --- | 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熱解決管理機制合金屬屬極具與眾不同于的熱解決管理機制,以調控晶體度、調控δ相形貌、遍布和數量,故而獲取與眾不同于職別的力學結構性能參數。合金屬屬熱解決管理機制分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?10℃,1h,油冷、空冷或風冷 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、空冷或風冷 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品類技術參數和現貨出售情形會現貨出售模鍛件(盤、總布局鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、不同的形態和寬度的加固件、延展性元器件等、交房情形由供求關系對方商議。絲材以商議的交房情形成盤狀交房。
1.7GH4169冶煉和鍛壓方法耐熱合金的冶煉方法可分3類:高壓氣度箱感應開關開關開關加電渣重熔;高壓氣度箱感應開關開關開關加高壓氣度箱電孤重熔;高壓氣度箱感應開關開關開關加電渣重熔加高壓氣度箱電孤重熔。可通過零件加工的施用追求,確定條件的冶煉方法,充分滿足運用追求。
1.8GH4169應運概貌與獨特條件營造民航和航空企業汽車發傾向中的各樣平穩件和甩動件,如盤、環件、機匣、軸、葉子、防松螺栓件、黏性元器件封裝、天然氣軟管、良好的密封性元器件封裝等和氬弧焊機結構’;營造核能源企業應運的各樣黏性元器件封裝和格架;營造原油使用量和化工新材料領域應運的所需要的零部件圖及所需要的零部件圖。
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溶化濕度空間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線增加公式見表2-3;
2.2GH4169高密度ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電耐腐蝕性
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剩磁能合金材料無剩磁。
2.5GH4169生物學耐磨性
2.5.1GH4169性能指標在自然空氣有機溶劑中耐壓試驗100h后的氧化的效率見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
氧化物傳輸速度/(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]
的規格 d/mm | 送樣中心點 | θ/℃ | 收縮性能方面不乘以 | HBS | 耐用使用性能 | |||||
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 | 垂直 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 橫項 | 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相變室內工作的體溫γ"相是該金屬的關鍵提升相,其高可靠室內工作的體溫是650℃,剛剛開端了固熔室內工作的體溫為840~870℃,*固熔室內工作的體溫是950℃,γ′相也是該金屬的提升相,但總量高于γ"相,其分分溶解室內工作的體溫是600℃,*熔解室內工作的體溫是840℃;δ相的剛剛開端了分分溶解室內工作的體溫是700℃,分分溶解峰室內工作的體溫是940℃,980℃剛剛開端了熔解,*熔解室內工作的體溫是1020℃。
4.2時期-氣溫-機構轉換的曲線見圖4-1。
4.3合金材料組織組成部分組成部分
4.3.1各種和金規范熱進行處理狀況的組織機構由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相構造。γ"(Ni3Nb)相是具體武器打造相,為體心六方有序性的組成方面的亞安穩相,呈圓筒狀在基體中彌散共格進行析晶,在實效或用期內,有向δ相適應的市場需求,使的強度減少。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數量次于γ"相,呈球狀彌散進行析晶,對各種和金起一步分武器打造用處。δ相具體在晶界進行析晶,其形貌與打造期內的終鍛攝氏度有關的,終鍛攝氏度在900℃,建立針狀,在晶界和晶內進行析晶;終鍛攝氏度達930℃,δ相呈顆粒物狀,光滑劃分;終鍛攝氏度達950℃,δ相呈短棒狀,劃分于晶界為主導;終鍛攝氏度達980℃,在晶界進行析晶一點針狀δ相,鍛件出現了長久凹槽脆弱性。終鍛攝氏度達標1020℃或最高,鍛件中無δ相進行析晶,晶體有所粗化,鍛件有長久凹槽脆弱性。打造方式中,δ相在晶界進行析晶,能得到釘扎用處,妨礙晶體粗化。
4.3.2L相是彎曲變形GH4169各種合金中不不得留存的相,該相富鈮,留存于鑄錠枝晶間,降鑄錠初沸點,鑄錠中L相固溶體溫和不勻化時光的干系見圖4-2。
4.3.3晶體度
4.3.3.1錳鋼在耐高溫固熔(保溫隔熱2h)時的晶粒大小長大成人盲目性見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原有晶體9~9.5級)經不一平均溫差預熱后以不一傾斜量鍛打傾斜后,再通過標準熱治理 (固溶平均溫差965℃,1h),其晶體度的轉變 見表4-1。
4.3.3.3鍛件水平原則相關規定,尋常鍛件年均金屬材質晶體度度為四級,不得某個差異2級,強鍛件年均金屬材質晶體度度為8級,不得某個差異2級;會直接有效期鍛件年均金屬材質晶體度度通常10級或更細。
4.3.4就直接追訴期限的鍛件在600~700℃追訴期限500h后,揮發相總數量的變動見表4-2。
表4-1[19]
精鑄熱處理溫度/℃ | 下類斷裂階段的晶粒大小度/級 | 熔煉蒸汽加熱熱度/℃ | 下面傾斜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]
時效性管理規范 | 沉淀相次數/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
之間時間狀況 | 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定型功效
5.1.1因GH4169碳素鋼中鈮含鋅量高,碳素鋼中的鈮偏析能力與有色金屬冶煉制作新工藝立即一些。電渣重熔和蒸空弧光鍛煉的鍛煉的速度和電棒的重量狀況立即影響到布料材質的優勢。熔速快,易構成富鈮的黑斑;熔速慢,會構成貧鈮的白癜風;電棒單單從表面重量差和電棒內部的有開裂,均易從而導致白癜風的構成,所有,增長電棒重量和抑制熔速及增長鋼錠的凝結濃度是冶煉制作新工藝的要點影響。為不要鋼錠中的屬性偏析過多,直到今天按照的鋼錠的直徑面積不超過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經均化治療的合金鋼享有正常的熱激光加工特點,鋼錠的開坯熱處理加熱攝氏度應當高達1120℃。鍛件的鍛壓技術應隨著鍛件運行情況下和應該用符合要求,緊密聯系產生加工廠的產生加工要求而定。開坯和產生加工鍛件是,中間的去應力退火攝氏度和終鍛攝氏度一定隨著配件所符合要求的公司程序和特點來肯定,平常情況下下,鍛壓的終鍛攝氏度掌控在930~950℃相互之間為宜。幾大類鍛件的鍛壓攝氏度和變化數量見表5-1。
表5-1[17]
鍛鑄品類 | 次鍛壓 | 二、次段造 | 第三方次鍛壓 | |||
加熱的溫度/℃ | 變彎量/% | 電加熱氣溫/℃ | 壓扁量/% | 受熱體溫/℃ | 彎曲量/% | |
硬性 高韌 隨便時限 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 允許的 ≥2 ≥2 |
5.1.3與細木工板冷冷沖壓相關的英文的性能參數見表5-2。
5.1.4鍛件的變形幾率方面、終鍛攝氏度和晶粒大小長寬比相互的相關見圖5-1。
5.1.5鎳鋼技術性再晶粒見圖5-2。
5.1.6汽車發行為葉面模鍛件由頂鍛和終鍛二道步驟模鍛而成,不同的的打造采暖器水溫對葉面的危害見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉面組建功能為。
5.1.7碳素鋼在常溫下的壓扁抗力等值線見圖5-3。
5.2不銹鋼對焊生產性金屬兼備服務滿意的不銹鋼對焊生產性,可以選擇氬弧焊、電子元器件束焊、縫焊、激光焊等具體方法采取不銹鋼對焊生產。
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
熔練制作工藝 | 板厚/mm | 睡眠狀態 | 杯突淬硬層/mm | 頻繁回彎時間 | 限深沖標準值 |
正空感應開關加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
淬火熱處理加熱的溫度/℃ | 20℃彎曲使用性能 | 650℃伸拉功能 | 650℃,690MPa堅持下去性能方面 | ||||||||
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工件熱對其實行解決工學藝航天工件的熱對其實行解決一般說來按1.5條中規定的Ⅱ、Ⅲ每種管理管理機制,即條件熱對其實行解決管理管理機制和直觀追訴時效熱對其實行解決管理管理機制對其實行。再出高技術前提的條件下,也可選用管理管理機制熱對其實行解決。按條件管理管理機制熱對其實行解決時,固溶對其實行解決可在950~980℃面積內,在選出的氣溫?10℃下對其實行。
5.4外壁辦理工學藝必要性時可對配件上的外壁新形勢做噴丸進行提高、孔擠壓成型進行提高或外螺紋滾壓進行提高步驟,使配件上的在交變動載荷能力下事情的生命也隨著擴大。
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鉆削生產工作與軸類特性合金屬可滿不滿意地做好鉆削生產工作。
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
濕度/℃ | 抗拉能力比強度σb/MPa | 示弱比強度σP0.2/MPa | 長度率/% | 縮水率/% |
-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/℃ | 抗拉屈服強度屈服強度σb/MPa | 屈服比強度比強度σP0.2/MPa | 伸展率/% | 收攏率/% |
980℃?5℃固溶退火工藝,散熱 720℃?5℃,8小時英文沉淀物中硬度,爐冷至620℃?5℃保暖 到總限期準確時間達到18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 |
熱度/℃ | 抗拉能力硬度σb/MPa | 塑性變形剛度σP0.2/MPa | 受力率/% | 收縮毛孔率/% |
1065℃?5℃,45min,油冷 760℃?5℃,10天奠定硬度,爐冷至650℃?5℃保熱 到總法定期限的時間可達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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