GH4099棒 鎳基時效合金GH99棒 高溫合金GH4099板 承力焊接結構件
1合金介紹
1.1概述
GH4099(GH99)是NI-CR基沉淀硬化型變形高溫合金, 900℃以下可以長期使用,短時最高工作溫度可達1000℃。合金加入鉻、鈷、鎢、和鉬元素進行固溶強化,加入鋁和鈦元素形成時效強化相,加入硼、鈰和鎂元素凈化和強化晶界。合金具有較高的熱強性、組織穩定,并具有滿意的冷熱加工成型和焊接工藝性能。適合于制造航空發動機燃燒室和加力燃燒室等高溫焊接結構件。
1.2應用概況及特性
合金板材已用于制造航空發動機加工可調噴口殼體、加力筒體等零件;軋制棒材已用于制造航空發動機的壓氣機葉片;鍛制棒材已用于制造大型艦用燃氣輪機的結構部件。用該合金制造的大型板材結構件,可在固溶處理后不經時效處理直接使用。合金經700℃-950℃長期時效后沒有發現害相。
1.3、材料牌號
GH4099(GH99)
1.4、相近牌號
ЭП693,ХН68МВКТЮР(俄羅斯)
1.5、材料的技術標準
GB/T 14992 高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
GJB 1952A航空用高溫合金冷軋薄板規范
HB5332 GH99合金冷軋薄板
HB 5333 航空用HGH99合金焊絲技術條件
HB/Z140 航空用高溫合金熱處理工藝
QJ/DT 0160018航空發動機用GH99合金熱軋棒材技術條件
QJ/DT 0160020航空發動機用GH99合金熱軋棒材技術條件
QJ/DT 0160021地面燃機用大規格GH99合金棒材技術條件
1.6熔煉與鑄造工藝
合金采用真空感應爐加電渣重熔工藝生產。
1.7化學成分
C | Cr | Ni | W | Mo | Al | Co | Ti |
≤0.08 | 17.00~20.0 | 余量 | 5.00~7.00 | 3.50~4.50 | 1.70~2.40 | 5.00~8.00 | 1.00~1.50 |
Fe | B | Mg | Ce | Mn | Si | P | S |
≤2.00 | ≤0.005 | ≤0.010 | ≤0.020 | ≤0.40 | ≤0.50 | ≤0.015 | ≤0.015 |
1.8熱處理制度
摘自HB/Z140、QJ/DT0160018、QJ/DT0160020和QJ/DT0160021,各品種標準熱處理制度為:
a冷軋板,(1080~1140)℃(最高不超過1160℃),空冷或快冷,其中δ≤3mm,保溫(8~10)min, δ3 mm~5 mm,保溫(10~15)min,HB≤300HV;
b熱軋棒,制度Ⅰ:(1080~1120)℃*1h/AC(保溫1小時空冷);
制度Ⅱ:1090℃±10℃*2h/AC +900℃±10℃*5h/AC;
制度Ⅲ:1000℃±15℃*4h/AC +700℃±10℃*16h/AC;
c 大規格鍛棒,1130℃±10℃*(30~40)min/AC +900℃±10℃*4h/AC
D 焊絲,固溶處理(1100~1140)℃/AC
1.9品種規格
供應δ0.8~4.0mm的冷軋薄板;d0.2~10mm的冷拉絲材,d8~350mm鍛材
2、物理及化學性能
2.1熱性能
2.1.1、GH4099(GH99) 熔化溫度范圍 1345~1390℃
2.1.2、GH4099(GH99) 熱導率
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
λ/(W/(m·C)) | 10.47 | 12.56 | 14.24 | 15.91 | 18.00 | 19.68 | 21.77 | 23.45 | 25.54 | 27.21 |
2.1.3、GH4099(GH99) 線膨脹系數
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 | 20~1000 |
α/10-6C-1 | 12.0 | 12.4 | 12.8 | 13.0 | 13.7 | 14.2 | 14.7 | 15.1 | 15.3 | 17.4 |
2.1.4熱擴散率
θ/℃ | 10 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Q/(10-6m2/S)) | 2.5 | 2.7 | 3.0 | 3.3 | 3.6 | 3.9 | 4.0 | 4.3 | 4.4 | 4.55 |
2.2密度
ρ=8.47g/cm3
2.3電性阻率
θ/℃ | 14 | 110 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
ρ/(10-6Ω.M)) | 1.373 | 1.403 | 1.414 | 1.427 | 1.440 | 1.443 | 1.457 | 1.452 | 1.423 | 1.393 | 1.357 |
2.4、GH4099(GH99) 磁能型 合金無磁性
2.5、GH4099(GH99) 化學性能
2.5.1、GH4099(GH99) 抗氧化性能
2.5.1.1、GH4099(GH99) 合金在空氣介質中試驗100h的氧化速率和晶界氧化深度
θ/℃ | 800 | 900 | 1000 | 1010 |
氧化速率/(g/m2·h) | 0.017 | 0.084 | 0.212 | 0.481 |
晶界氧化深度/mm | 0 | 0.0064~0.0086 | 0.0160~0.0192 | 0.0288~0.0320 |
3、工藝性能與要求
3.1、成形性能
3.1.1、 合金鍛造裝爐溫度≤700℃,加熱溫度1120~1160℃,開鍛溫度不低于1050℃,終鍛溫度不低于980℃。板坯熱軋加熱溫度1110~1150℃,終軋溫度不低于850℃。板材荒軋加熱溫度1130~1150℃,精軋加熱溫度為1110~1130。
3.1.2、 合金的極限深沖系數為2.08,極限翻邊系數為1.64,最小問去半徑小于0.77δ,極限旋薄率為 71.7%
3.1.3、當冷變形兩位30%時,板材的開始再結晶溫度為900℃,再結晶溫度為1080℃。
3.2 、焊接性能
合金具有滿意的焊接工藝性能,十字塔接焊接裂紋傾向性小于15%,可以用手工氬弧焊、自動鎢級氬弧焊、縫焊和點焊等方法進行聯合焊接。電阻罕見的待焊表面進行酸洗。該合金可與GH3030、GH3044、GH3128等高溫合金,進行氬弧焊和縫焊。
3.3 、表面熱處理
3.3.1、零件熱處理前后應將表面油污和其他臟污清洗干凈,以免在熱處理時引起表面局部腐蝕。
3.3.2、零件熱處理后的氧化皮,可用吹砂方法或用含有氫氟酸的酸洗液清洗干凈。零件在進行電阻焊前必須用含有氫氟酸的酸洗液清理表面。
4、主要規格:
GH4099無縫管、GH4099鋼板、GH4099圓鋼、GH4099鍛件、GH4099法蘭、GH4099圓環、GH4099焊管、GH4099鋼帶、GH4099直條、GH4099絲材及配套焊材、GH4099圓餅、GH4099扁鋼、GH4099六角棒、GH4099大小頭、GH4099彎頭、GH4099三通、GH4099加工件、GH4099螺栓螺母、GH4099緊固件。