GH4169
一、GH4169概述
GH4169耐熱合金鋼材料是以體心八方的γ"和面心立米的γ′相悠長歲月中增強的鎳基低溫耐熱合金鋼材料,在-253~700℃溫範圍內有著非常好的,650℃下面的妥協的強度居開裂低溫耐熱合金鋼材料的*,并有著非常好的、抗散發、、抗腐蝕性特點,及非常好的代加工特點、電焊特點和組織結構穩定性和可靠性處理高性,也可以生產制造各樣形狀圖片繁雜的零核心部件,在宇航、核能源、原油使用量實業中,在以上所述溫範圍內收獲了為多方面的利用。
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用料類型GH4169(GH169)
1.2GH4169類似類型Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169涂料的的技術規則
GJB2612-1996《對接焊用溫度過高耐熱合金冷拉絲機材標準規范》
HB6702-1993《WZ8系列表用GH4169碳素鋼棒材》
GJB3165 《中國航空承力件用炎熱和金熱軋鋼和鍛制棒材管理規范》
GJB1952 《中國航空用耐高溫合金鋼熱軋板料標準化》
GJB1953《 中國航空打火機勻速轉動件用常溫鎳鋼帶鋼棒材國家標準》
GJB2612 《激光焊接用高溫度合金類冷拔絲材正規》
GJB3317《 航班用高溫天氣鎳鋼冷軋家具板材技術規范》
GJB2297 《航材用高溫作業鎳鋼冷拔(軋)直縫管規定》
GJB3020 《航空公司用常溫碳素鋼環坯規則》
GJB3167 《冷鐓用溫度過高合金屬冷磨砂材國家標準》
GJB3318 《航空公司用高溫碳素鋼帶鋼帶材技術規范》
GJB2611《 民用航空用室溫各種合金冷拉棒材實驗室管理標準》
YB/T5247 《焊接工藝用溫度合金類冷拉絲工藝》
YB/T5249 《冷鐓用持續高溫鎂合金冷拉絲機》
YB/T5245 《普通級承力件用高溫環境不銹鋼熱扎和鍛制棒材》
GB/T14993《 運動部件用高溫度鎂合金熱扎棒材》
GB/T14994 《炎熱合金鋼冷拉棒材》
GB/T14995 《高溫合金屬熱軋鋼板板》
GB/T14996 《高溫天氣各種合金熱軋簿板》
GB/T14997 《高的溫度錳鋼鍛制圓餅》
GB/T14998 《室溫不銹鋼坯件毛壞》
GB/T14992 《中中高溫各種合金和合金的材料間化學物質中中高溫的材料的類別和鋼種》
HB5199《 航材用中高溫碳素鋼冷扎金屬薄板》
HB5198 《南航嫩葉用變化持續高溫合金類棒材》
HB5189 《南航茶葉用磨損高溫錳鋼棒材》
HB6072 《WZ8系列作品用GH4169碳素鋼棒材》
1.4GH4169普通機械因素該鎳鋼的普通機械因素分3類:原則因素、高質因素、高純因素,見表1-1。高質因素的在原則因素的基礎框架性上降碳增鈮,才能減低氧化鈮的占比,減低抗拉強度疲勞源和曾加精煉相的占比,加快耐磨性和材質抗拉強度。并且減低有危害性雜物和氣流體分子量。高純因素是在高質原則基礎框架性上減小和有危害性雜物的分子量,加快材質純凈度和。
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] %
專業類別 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
標準化 | ≤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 | |||||
高質量 | 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 | ||||
不高于 | |||||||||||||
原則 | 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%
品目 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
很小于 | |||||||||
規定 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
良好 | 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熱處置系統鎳鋼鋼極具其他的熱處置系統,以的掌握晶體度、的掌握δ相形貌、劃分和總數,若想得到 其他層次的測力特性。鎳鋼鋼熱處置系統分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?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茶葉品類金橋銅業跨接線的截面積大小和出售狀況能夠 出售模鍛件(盤、整體化鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有差異形式和長度的鎖固件、回彈力器件等、交期狀況由供給彼此商議。絲材以商議的交期狀況成盤狀交期。
1.7GH4169鍛煉和制作方法不銹鋼的冶煉方法涵蓋3類:進口蒸空環境自磁感應式加電渣重熔;進口蒸空環境自磁感應式加進口蒸空環境脈沖重熔;進口蒸空環境自磁感應式加電渣重熔加進口蒸空環境脈沖重熔。可跟據零件及運轉情況的選請求,選所需要的的冶煉方法,需求廣泛應用請求。
1.8GH4169操作方面情況與特殊化的要求研發航空航天工程和航天工程打火機中的一些勻速運動件和螺桿旋轉件,如盤、環件、機匣、軸、樹葉、擰緊件、剛性器件、管道煤氣picc導管、密封器件等和焊的結組件;研發核能發電開發業操作方面的一些剛性器件和格架;研發油品和化工行業方面操作方面的組件及組件。
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融化環境溫度使用范圍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線脹大指數見表2-3;
2.2GH4169黏度ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電的性能
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帶磁能耐熱合金無帶磁。
2.5GH4169化工性能指標
2.5.1GH4169性能參數在冷空氣有機溶劑中耐壓100h后的防氧化傳送速度見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
脫色速率單位/(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]
技術參數 d/mm | 抽樣的方向 | θ/℃ | 拉伸運動的性能不超過 | HBS | 堅持下去功效 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 橫縱向 | 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 | 橫著 | 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相變室溫γ"相是該碳素鋼的常見進行加強相,其高不穩室溫是650℃,起固熔室溫為840~870℃,*固熔室溫是950℃,γ′相也是該碳素鋼的進行加強相,但個數高于γ"相,其進行溶解室溫是600℃,*熔解室溫是840℃;δ相的起進行溶解室溫是700℃,進行溶解峰室溫是940℃,980℃起熔解,*熔解室溫是1020℃。
4.2日子-溫度-組織機構轉為曲線擬合見圖4-1。
4.3各種合金安排機構
4.3.1鎂錳鋼條件熱操作壯態的組織設備構造由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組合而成。γ"(Ni3Nb)相是最一般進階相,為體心四正井然有序設備構造的亞安全相,呈園盤狀在基體中彌散共格分進行分進行析晶,在實效或用這段時間,有向δ相轉變成的市場趨勢,使的強度變低。γ′(Ni3(Al、Ti))相的的數量次于γ"相,呈球狀彌散分進行分進行析晶,對鎂錳鋼起一臺分進階角色。δ相最一般在晶界分進行分進行析晶,其形貌與煅造這段時間的終鍛工作熱度關于,終鍛工作熱度在900℃,形成了針狀,在晶界和晶內分進行分進行析晶;終鍛工作熱度達930℃,δ相呈顆粒狀,飽滿勻稱圖;終鍛工作熱度達950℃,δ相呈短棒狀,勻稱圖于晶界為中心;終鍛工作熱度達980℃,在晶界分進行分進行析晶一少部分針狀δ相,鍛件導致持續凹槽靈敏性。終鍛工作熱度達到了1020℃或挺高,鍛件中無δ相分進行分進行析晶,晶粒度大小伴隨著粗化,鍛件有持續凹槽靈敏性。煅造過程中 中,δ相在晶界分進行分進行析晶,能開到釘扎角色,妨礙晶粒度大小粗化。
4.3.2L相是易變型GH4169各種合金中不允許的會有的相,該相富鈮,會有于鑄錠枝晶間,降低鑄錠初凝固點,鑄錠中L相固溶攝氏度和勻稱化期限的相互影響見圖4-2。
4.3.3晶體度
4.3.3.1鎂合金在室溫固熔(墻體保溫2h)時的晶粒度長大了更傾向見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原晶體9~9.5級)經多種溫電加熱即為多種發生量精鑄發生后,再由規范熱正確處理(固溶溫965℃,1h),其晶體度的變現見表4-1。
4.3.3.3鍛件高技術標準單位指定,常見的鍛件平衡的值金屬材質晶體度度為6級,能接受極少數2級,高超鍛件平衡的值金屬材質晶體度度為8級,能接受極少數2級;馬上時間鍛件平衡的值金屬材質晶體度度因為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,進行析出相數的發生改變見表4-2。
表4-1[19]
打造加溫溫度/℃ | 如下彎曲變形層度的晶體度/級 | 精鑄燒水溫度因素/℃ | 一些磨損方面的晶粒度度/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]
限期管理規范 | 分析出相個數/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
會直接期限動態 | 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成形機械性能
5.1.1因GH4169鎳鋼中鈮分子量高,鎳鋼中的鈮偏析系數與有色金屬冶煉加工工藝設備真接相關聯。電渣重熔和真空系統脈沖融煉的融煉速度慢和電棒的性能情況真接危害材質原料的利弊。熔速快,易建成了富鈮的黑斑;熔速慢,會建成了貧鈮的癲癇;電棒外觀性能差和電棒內部人員有開裂,均易會導致癲癇的建成了,任何,增加電棒性能和管控熔速及增加鋼錠的疑固傳輸率是冶煉加工工藝設備的至關重要條件。為以防鋼錠中的事物偏析厚重,來看應用的鋼錠直徑較小于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經均勻分布化清理的硬質合金兼具非常好的熱加工機械特點,鋼錠的開坯預熱溫暖不準超1120℃。鍛件的煅造加工加工應可通過鍛件安全使用的情形和APP特殊要求,緊密聯系生育廠的生育生活條件而定。開坯和生育鍛件是,正中間熱處理回火溫暖和終鍛溫暖有必要可通過組件所特殊要求的團隊的情形和機械特點來來確定,尋常狀態下,煅造加工的終鍛溫暖控住在930~950℃相互為宜。以及鍛件的煅造加工溫暖和彎曲層次見表5-1。
表5-1[17]
煅造等級分類 | 次鑄造 | 其重新淬火 | 其十次鑄造 | |||
供暖溫差/℃ | 斷裂量/% | 加熱平均溫度/℃ | 磨損量/% | 熱處理溫差/℃ | 膨脹量/% | |
常見的 堆物攻 直觀時效性 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 能接受 ≥2 ≥2 |
5.1.3與實木板材冷擠壓鑄造有關的信息的機械性能見表5-2。
5.1.4鍛件的扭曲方面、終鍛環境溫度和金屬材質晶粒尺寸兩者之間的相關見圖5-1。
5.1.5合金材料動圖再凝結見圖5-2。
5.1.6打著機葉面模鍛件由頂鍛和終鍛二道生產工序模鍛而成,各個的段造升溫環境溫度對葉面的影向見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的葉面結構性能方面為。
5.1.7鋁合金在耐高溫下的易變型抗力曲線圖見圖5-3。
5.2手工電焊效果鎳鋼兼備認可的手工電焊效果,要用氬弧焊、電子元器件束焊、縫焊、碰焊等技巧進行手工電焊。
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
融煉流程 | 板厚/mm | 狀況 | 杯突廣度/mm | 不斷曲折數次 | 限深沖指數 |
重力作用自感應加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
煅造預熱溫度表/℃ | 20℃拉申的性能 | 650℃延展能力 | 650℃,690MPa耐久耐磨性 | ||||||||
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器件熱解決科技空航器件的熱解決基本上按1.5條規范的Ⅱ、Ⅲ四種獎懲規章工作規范,即標準規定化熱解決獎懲規章工作規范和立即時效性熱解決獎懲規章工作規范對其開始。第三科技依照的環境下,也可運用獎懲規章工作規范熱解決。按標準規定化獎懲規章工作規范熱解決時,固溶解決可在950~980℃比率內,在選取的攝氏度?10℃下對其開始。
5.4表明正確處工院藝不必要時可對元器件表明反腐敗斗爭去噴丸進階、孔擠出進階或外螺紋滾壓進階道工序,使元器件在交變超載負荷必要條件下工作任務的使用期呈幾何增漲。
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電火花制作工藝與電火花制作功能鋁合金可認同地做出電火花制作工藝。
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
溫度表/℃ | 抗拉能力密度σb/MPa | 抗拉程度σP0.2/MPa | 生長率/% | 縮緊率/% |
-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/℃ | 抗拉抗拉強度抗拉強度σb/MPa | 抗拉抗彎強度σP0.2/MPa | 伸展率/% | 彎曲率/% |
980℃?5℃固溶滲碳,散熱 720℃?5℃,8H積累硬底化,爐冷至620℃?5℃隔溫 到總法定期限事件高達18鐘頭 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 |
室內溫度/℃ | 抗拉強度強度σb/MPa | 屈服于抗拉強度σP0.2/MPa | 張拉率/% | 收宿率/% |
1065℃?5℃,45min,風冷 760℃?5℃,10分鐘沉定固化,爐冷至650℃?5℃隔熱 到總時限時長達標20分鐘 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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