GH4169
一、GH4169概述
GH4169錳鋼是以體心四正的γ"和面心立方米的γ′相析出淬煉的鎳基室溫錳鋼,在-253~700℃水溫范圍之內圖內享有順暢的,650℃以上的軟弱屈服強度居壓扁室溫錳鋼的*,并享有順暢的、抗幅射、、耐被腐蝕能方面,或順暢的激光加工能方面、焊接生產能方面和組織化穩相關性高性,也可以生產加工多種圖形僵化的零機件,在宇航、原子能、國際石油工農業中,在以上所述水溫范圍之內圖內擁有了為豐富的采用。
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建材型號GH4169(GH169)
1.2GH4169同類鋼種Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169材質的系統規范
GJB2612-1996《焊接工藝用較高溫度和金冷拔絲材規定》
HB6702-1993《WZ8類型用GH4169不銹鋼棒材》
GJB3165 《航空公司承力件用中高溫耐熱合金帶鋼和鍛制棒材要求》
GJB1952 《中國航空用高溫合金類冷軋鋼板板料規范化》
GJB1953《 航班啟行為螺桿旋轉件用氣溫合金屬冷軋棒材標準規范》
GJB2612 《對焊用較高溫度和金冷不銹鋼拉絲材規范化》
GJB3317《 南航用高溫度錳鋼冷軋板料國家標準》
GJB2297 《航材用溫度過高合金材料冷拔(軋)無縫拼接管國家標準》
GJB3020 《航班用溫度高不銹鋼環坯規范起來》
GJB3167 《冷鐓用高溫環境鎂合金冷不銹鋼拉絲材規范起來》
GJB3318 《航天用高溫和金冷軋鋼帶材規范標準》
GJB2611《 飛機用溫度高耐熱合金冷拉棒材規程》
YB/T5247 《不銹鋼焊接用溫度過高錳鋼冷不銹鋼拉絲》
YB/T5249 《冷鐓用高溫高壓硬質合金冷壓模》
YB/T5245 《尋常承力件用高溫度鋁合金熱軋鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 晃動機件用炎熱錳鋼帶鋼棒材》
GB/T14994 《炎熱合金屬冷拉棒材》
GB/T14995 《溫度過高和金冷軋板》
GB/T14996 《溫度過高鎳鋼熱軋卷板》
GB/T14997 《常溫合金材料鍛制圓餅》
GB/T14998 《高溫耐熱合金坯件毛壞》
GB/T14992 《氣溫各種合金和塑料間單質氣溫涂料的分級和品種》
HB5199《 航班用高溫鋁合金冷扎金屬薄板》
HB5198 《民用航空茶葉用膨脹溫度過高硬質合金棒材》
HB5189 《飛機樹葉用開裂常溫和金棒材》
HB6072 《WZ8系統用GH4169碳素鋼棒材》
1.4GH4169藥劑學好分該鋁合金的藥劑學好分包括3類:的標建筑建筑材料、高質建筑建筑材料、高純建筑建筑材料,見表1-1。高質建筑建筑材料的在的標建筑建筑材料的的依據上降碳增鈮,而增多增碳鈮的占比,增多疲勞度源和加大武器鍛造相的占比,延長性能指標和建筑建筑材料抗彎強度。另外增多有很大危害性硫氰酸鹽隨和體分量。高純建筑建筑材料是在高質的標的依據上減小和有很大危害性硫氰酸鹽的分量,延長建筑建筑材料色度和。
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 | |||||
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 | |||||
優秀 | 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 | |||||
專業類別 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
不是很少于 | |||||||||||||
原則 | 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%
類屬 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
不高于 | |||||||||
標準 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
質量上乘 | 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熱進行凈化治理 考核機制鋁合金屬擁有有所差異的熱進行凈化治理 考核機制,以控住晶體度、控住δ相形貌、區域和總量,進而擁有有所差異類別的熱學特性。鋁合金屬熱進行凈化治理 考核機制分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類種要求和提供環境能提供模鍛件(盤、全局鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、差異圖型和尺寸的鎖緊螺栓件、優質的配置開關元件等、交房環境由需求兩人之間談判。絲材以談判的交房環境成盤狀交房。
1.7GH4169熔鑄和鍛造加工制作生產技術技術 金屬的冶煉加工制作生產技術技術 可分成3類:負壓感器加電渣重熔;負壓感器加負壓焊弧重熔;負壓感器加電渣重熔加負壓焊弧重熔。可據產品的選用必須,選所需要的冶煉加工制作生產技術技術 ,需求用途必須。
1.8GH4169應該用簡況與特俗請求制做出空航和航空工藝打著機中的所有恒定件和拖動件,如盤、環件、機匣、軸、葉輪、擰緊件、柔軟性元器件封裝、管道煤氣管內、密封墊元器件封裝等和對接焊構造件;制做出原子能工藝應該用的所有柔軟性元器件封裝和格架;制做出油氣和化工品鄰域應該用的零部件加工及零部件加工。
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融化氣溫比率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相對密度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剩磁能金屬無剩磁。
2.5GH4169化工穩定性
2.5.1GH4169能力在水汽媒介中校正100h后的氧化反應傳輸速率見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
氧化的帶寬/(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]
規格尺寸 d/mm | 制樣位置 | θ/℃ | 拉申耐熱性不乘以 | HBS | 牢固安全性能 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 縱向設計 | 20 650 | 1030 860 | 1280 1000 | 12 12 | 15 15 | ≥346 --- | --- 690 | --- ≥25 | --- ≥5 |
126~200 | 橫項 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 雙重 | 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相變濕度γ"相是該耐熱錳鋼的主耍進行強化裝備相,其高相對穩定濕度是650℃,進行固熔濕度為840~870℃,*固熔濕度是950℃,γ′相也是該耐熱錳鋼的進行強化裝備相,但用量高于γ"相,其分揮發濕度是600℃,*熔解濕度是840℃;δ相的進行分揮發濕度是700℃,分揮發峰濕度是940℃,980℃進行熔解,*熔解濕度是1020℃。
4.2時間間隔-水溫-公司轉化曲線圖見圖4-1。
4.3碳素鋼組織形式設計結構設計
4.3.1各種合金類規則熱除理情況下的集體由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相包含。γ"(Ni3Nb)相是常見強化相,為體心八方良好架構的亞穩定的相,呈園盤狀在基體中彌散共格沉淀,在時長或廣泛應用期間,有向δ相轉移的趨勢英文,使抗彎強度越來越低。γ′(Ni3(Al、Ti))相的量次于γ"相,呈球狀彌散沉淀,對各種合金類起一款分強化效果。δ相常見在晶界沉淀,其形貌與煅造期間的終鍛的熱度有關的信息,終鍛的熱度在900℃,轉變成針狀,在晶界和晶內沉淀;終鍛的熱度達930℃,δ相呈顆料狀,平滑遍布點;終鍛的熱度達950℃,δ相呈短棒狀,遍布點于晶界為之主要;終鍛的熱度達980℃,在晶界沉淀一點針狀δ相,鍛件出現男人持久性缺陷敏銳性。終鍛的熱度高達1020℃或更多,鍛件中無δ相沉淀,金屬材質晶粒大小而使得粗化,鍛件有男人持久性缺陷敏銳性。煅造進程中,δ相在晶界沉淀,能開到釘扎效果,的阻礙金屬材質晶粒大小粗化。
4.3.2L相是變彎GH4169合金材料中不能接受留存的相,該相富鈮,留存于鑄錠枝晶間,影響鑄錠初沸點,鑄錠中L相固溶溫濕度和不規則化時間的影響見圖4-2。
4.3.3晶粒大小度
4.3.3.1碳素鋼在常溫固熔(隔熱保溫2h)時的晶粒度長成局限性見圖4-3。
4.3.3.2棒材(最原始晶粒度大小9~9.5級)經區別水溫供暖并用區別傾斜量鍛打傾斜后,再過程要求熱凈化處理(固溶水溫965℃,1h),其晶粒度大小度的變化見表4-1。
4.3.3.3鍛件技術工藝標準設定設定,常見的鍛件差不多晶粒大小大小大小度為6級,準許個體差異2級,鍛造鍛件差不多晶粒大小大小大小度為8級,準許個體差異2級;就直接實效鍛件差不多晶粒大小大小大小度應是10級或更細。
4.3.4可以直接有效期的鍛件在600~700℃有效期500h后,揮發相數的變現見表4-2。
表4-1[19]
鑄造受熱熱度/℃ | 接下來膨脹情況的晶體度/級 | 煅造高溫溫/℃ | 下列變型因素的晶體度/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]
時長規范起來 | 揮發相數據/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
就直接時長的情況 | 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壓合耐磨性
5.1.1因GH4169鎂合金屬中鈮分子量高,鎂合金屬中的鈮偏析程度較與化藝簡單重要性。電渣重熔和真空環境焊弧熔練的熔練快慢和電棒的品質水平感覺簡單影晌不銹鋼材質的優劣勢。熔速快,易行成富鈮的黑斑;熔速慢,會行成貧鈮的斑點;電棒外層品質水平差和電棒內有裂開,均易致使斑點的行成,全部,加快電棒品質水平和調整熔速及加快鋼錠的溶化速度是冶煉藝的重要的條件。為應對鋼錠中的因素偏析重,以來通過的鋼錠直徑不低于較小于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經不均化正確處理的耐熱合金兼有好的的熱激光加工耐熱性,鋼錠的開坯加溫溫度表不準超出1120℃。鍛件的打造施工工藝應不同鍛件安全使用概況和廣泛應用請求,結合在一起的出產方式商的的出產方式前提而定。開坯和的出產方式鍛件是,上面滲碳溫度表和終鍛溫度表必需不同器件所請求的進行階段和耐熱性來來確定,常見原因下,打造的終鍛溫度表管理在930~950℃當中為宜。四種鍛件的打造溫度表和扭曲階段見表5-1。
表5-1[17]
段造等級分類 | 次段造 | 二是次煅造 | 三、次鍛造加工 | |||
微波加熱溫/℃ | 彎曲變形量/% | 進行加熱水溫/℃ | 彎曲變形量/% | 煮沸溫度表/℃ | 彎曲量/% | |
常見的 鍛造 一直時限 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 限制 ≥2 ≥2 |
5.1.3與生態板冷擠壓鑄造想關的耐磨性見表5-2。
5.1.4鍛件的扭曲數量、終鍛溫度和晶粒度圖片尺寸間的內在聯系見圖5-1。
5.1.5鎂合金動態性再沉淀見圖5-2。
5.1.6熱車機樹葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道流程模鍛而成,不一樣的的鍛打熱處理加熱氣溫對樹葉的影晌見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的樹葉組識使用性能為。
5.1.7合金屬在低溫下的磨損抗力直線見圖5-3。
5.2焊結耐熱性合金類存在不錯的焊結耐熱性,能夠用氬弧焊、光電束焊、縫焊、手工焊接等方式 對其進行焊結。
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
熔鑄加工工藝 | 板厚/mm | 情況 | 杯突進一步/mm | 不間斷彎折變形頻率 | 限深沖彈性系數 |
進口真空感應器加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鍛壓供暖攝氏度/℃ | 20℃熱塑耐磨性 | 650℃伸拉功效 | 650℃,690MPa長久效果 | ||||||||
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 |
5.3零部件熱治工院藝航空運輸零部件的熱治理大部分按1.5條歸定的Ⅱ、Ⅲ倆種管理機制,即規格熱治理管理機制和會直接時長熱治理管理機制展開。有了技能證據的條件下,也可分為管理機制熱治理。按規格管理機制熱治理時,固溶治理可在950~980℃范圍內內,在所選的溫度?10℃下展開。
5.4接觸面治療施工工藝必需時可對所需要的零部件接觸面毫無秩序的局面展開噴丸提高、孔熱擠壓提高或螺紋標準滾壓提高工藝,使所需要的零部件在交變負載前提下本職工作的壽命短也隨著持續增長。
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銑削加工廠生產與電火花加工廠穩定性硬質合金可比較滿意地通過銑削加工廠生產。
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
攝氏度/℃ | 拉伸的強度的強度σb/MPa | 示弱撓度σP0.2/MPa | 受力率/% | 內縮率/% |
-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
濕度/℃ | 抗拉能力強度σb/MPa | 屈從力度σP0.2/MPa | 受力率/% | 收縮毛孔率/% |
980℃?5℃固溶熱處理回火,散熱 720℃?5℃,8幾小時悠長歲月中軟化,爐冷至620℃?5℃隔熱保溫 到總時長用時滿足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 |
溫差/℃ | 抗壓強度強度σb/MPa | 屈服構造構造σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 彎曲率/% |
1065℃?5℃,45min,散熱 760℃?5℃,10天析出固化,爐冷至650℃?5℃隔熱 到總追訴時效時高達20小時左右 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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