GH169高溫合金特性及應用領域概述:
該合金在-253~700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復雜的零部件,在宇航、核能、石油工業及擠壓模具中,在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
GH169高溫合金特性及應用領域概述:
該合金在-253~700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復雜的零部件,在宇航、核能、石油工業及擠壓模具中,在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
GH169高溫合金相近型號:
INceoNel 718、UNS N07718(美國)、NC19FeNb(法國)、W.Nr.2.4668(德國)
GH169高溫合金化學成份:(GB/T14992-2005)
合金 | % | 鎳 | 鉻 | 鐵 | 鉬 | 鈮 | 鈷 | 碳 | 錳 | 硅 | 硫 | 銅 | 鋁 | 鈦 |
GH169 | 小 | 50 | 17 | 余量 | 2.8 | 4.75 | 0.20 | 0.65 | ||||||
大 | 55 | 21 | 3.3 | 5.50 | 1.0 | 0.08 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.30 | 0.80 | 1.15 |
GH169高溫合金物理性能:
密度 | 熔點 | 熱導率 | 比熱容 | 彈性模量 | 剪切模量 | 電阻率 | 泊松比 | 線膨脹系數 |
8.24 | 1260 | 14.7(100℃) | 435 | 199,9 | 77,2 | --- | 0.3 | 11.8(20~100℃) |
GH169高溫合金力學性能:(在20℃檢測機械性能的小值)
熱處理方式 | 抗拉強度σb/MPa | 屈服強度σp0.2/MPa | 延伸率σ5 /% | 布氏硬度 HBS |
固溶處理 | 965 | 550 | 30 | ≥363 |
GH169高溫合金生產執行標準:
標準 | 化學成份 | 棒材 | 鍛件 | 板材 | 絲材 | 管材 |
國家標準 | GB/T14992 | GB/T14994 | GB/T14997 | GB/T14995 | YB/T5249 | GB/T15062 |
航空工業標準 | HB 6702 | |||||
國家標準 | GJB 2612 |
GH169高溫合金金相組織結構:
該合金標準熱處理狀態的組織由γ基體γ'、γ'、δ、NbC相組成。
GH169高溫合金工藝性能與要求:
1、因GH169合金中鈮含量高,合金中的鈮偏析程度與治金工藝直接有關。
2、為避免鋼錠中的元素偏析過重,采用的鋼錠直徑不大于508mm。
3、經均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能,鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。
4、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。
5、合金具有滿意的焊接性能,可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接
1、概述
GH1140是一種固溶強化的鐵鎳基高溫合金,除含大量鉻外,并用少量鎢、鉬、鋁和鈦等元素復合強化固溶體。合金具有中等的熱強性、高的塑性、良好的熱疲勞、組織穩定性和焊接工藝性能。適宜于制造工作溫度850℃以下的航空發動機和燃氣輪機燃燒室的板材結構件和其他高溫部件??梢怨?、棒、管、絲、帶材及鍛件等各種變形產品。
1.1、材料型號
GH1140(GH140,CR-2)
1.2、相近型號
1.3、材料的技術標準
GJB 1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規范》 GJB 2297-1995《航空用高溫合金冷拔(軋)無縫管規范》 GJB 2612-1996《航空用高溫合金冷拉絲材規范》 GJB 3020-1997《航空用高溫合金環坯規范》 GJB 3317-1998《航空用高溫合金熱軋板規范》 GJB 3318-1998《航空用高溫合金冷軋帶材規范》 GJB 3165-1998《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》 GJB 3167-1998《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規范》 GB/T 15062-1994 《一般用高溫合金管》
1.5、熱處理制度
固溶處理:熱軋板、冷軋薄板和帶材1050~1090℃,空冷;絲材和管材1050~1080℃,空冷或水冷;棒材和環坯1080℃±10℃,空冷。
1.6、品種規格與供應狀態
可供應各種規格的熱軋板、冷軋板、帶材、棒材、絲材、管材、鍛件和環形件。板、管、絲、帶經固溶處理和酸洗后供應。棒材和環形件于熱軋或鍛造狀態供應。鍛件于鍛造狀態或經固溶處理后供應。
1.7、熔煉與鑄造工藝
電弧爐熔煉或電弧爐+電渣重熔。
1.8、應用概況與特殊要求
已用于制造多種航空發動機的燃燒室火焰筒、加力擴散器、整流支板、穩定器、輸油圈、加力可調噴口殼體、管接頭、襯套以及飛機機尾罩蒙皮等零部件,投入成批生產使用。在550~800℃溫度范圍內長期使用后稍有硬化現象,使室溫塑性下降。在1000℃以上的高溫抗氧化性比同類用途的鎳基合金稍差。
2、物理及化學性能
2.1、熱性能
2.2、密度
ρ=8.09g/cm3
2.3、電性能
室溫電阻率ρ=1.07*10-6Ω.m
2.4、磁性能
合金無磁性。
2.5、化學性能
2.5.1、抗氧化性能 2.5.1.1、合金在空氣介質中試驗100h的氧化速率見表2-1。
θ/℃ | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 |
氧化速率/(g/(m2.h)) | 0.014 | 0.028 | 0.139 | 0.270 | 0.523 |
2.5.1.2、合金在700℃以上長期工作時產生沿晶界氧化。在700℃~1200℃暴露100h后的大晶界氧化深度。在700~900℃長期暴露1000h內的大晶界氧化深度。
2.5.1.3、該合金制造的火焰筒在高于900℃長期工作時,可能產生氧化剝落;氧化剝落的速度為0.016mm/100h。火焰筒中間段,長期工作后的氧化剝落深度 表2-2
合金 | 氧化剝落深度/mm | 氧化剝落深度/mm |
200h | 800h | |
GH1140 | 0.032 | 0.127 |
GH3039 | 0.115 |
2.5.1.4、合金在高溫下長期工作時可采用65、66-4、W-2和W69-1琺瑯涂層進行有效的保護,也可采用固體滲鋁和真空噴鍍鋁涂層。合金基體和采用涂層后的抗氧化性對比見表2-3。
材料型號 | 100h氧化速率/(g/(m2.h)) | 100h氧化速率/(g/(m2.h)) | 100h沿晶氧化深度/μm | 100h沿晶氧化深度/μm |
900℃ | 1000℃ | 900℃ | 1000℃ | |
| 0.162 | 0.236 | 10~20 | 26~30 |
GH1140+65涂層 | 0.055 | 0.081 | 11~15 | 30 |
GH1140+66-4涂層 | 0.047 | 0.071 | 11~15 | 30 |
材料型號 | 100h氧化速率/(g/(m2.h)) | 100h氧化速率/(g/(m2.h)) | 100h沿晶氧化深度/μm | 100h沿晶氧化深度/μm |
900℃ | 1000℃ | 900℃ | 1000℃ | |
GH1140+W2涂層 | --- | 0.076 | --- | --- |
GH1140+固體滲鋁 | --- | 0.030 | --- | --- |
GH1140+真空噴鍍鋁 | --- | 0.027 | --- | --- |
2.5.2、耐腐蝕性能 國產航空煤油無論有無CS2添加劑,對GH1140合金均無腐蝕作用,而對鎳基合金,必須有添加劑才能防止腐蝕。若用國外航空煤油,有時也發現在嚴重的坑關腐蝕。
3、工藝性能與要求
3.1、熱成型工藝
3.1.1、鍛造時裝爐溫度≤700℃,加熱溫度1160℃±20℃,終端溫度不低于900℃。 3.1.2、板坯熱軋加熱溫度 1160℃±20℃,軋制溫度1180~950℃,進后一個孔型時溫度好控制在950~1000℃范圍內。 3.1.3、熱軋板荒軋加熱溫度1120℃,荒軋溫度1120~850℃,熱軋板一火軋成,總變形量要大于50%。 3.1.4、冷軋板軋壓下量為30%~40%,成品板平整變形量不得大于3%。
3.2 、冷成型性能
3.2.1、板材的狀態具有良好的塑性,成形工序在室溫下進行。當以多次成形工藝制造零件時,每次冷成型后均進行中間,熱處理。成型前零件表面涂以硝基清漆。