GH4169
一、GH4169概述
GH4169硬質不銹鋼是以體心四面八方的γ"和面心立米的γ′相奠定強化木紋地板的鎳基高溫暖環境硬質不銹鋼,在-253~700℃體溫區間內具健康的,650℃下列的屈服于抗壓強度居形變高溫暖環境硬質不銹鋼的*,并具健康的、抗輻射能、、耐磨損性效果,相應健康的制作效果、補焊效果和組織性安全穩相關性,可手工制造各個模樣很復雜的零元件,在宇航、核能發電、變壓器油輕工業中,在上述內容體溫區間內換取了為寬泛的選用。
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涂料類型GH4169(GH169)
1.2GH4169類似鋼材型號Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169的原材料的技木標準單位
GJB2612-1996《氬弧焊用炎熱不銹鋼冷金屬拉絲材規范化》
HB6702-1993《WZ8系用GH4169不銹鋼棒材》
GJB3165 《中國航空承力件用常溫錳鋼熱軋鋼和鍛制棒材標準規范》
GJB1952 《航空航天用高溫作業合金屬冷軋鋼板金屬薄板規定》
GJB1953《 國際航空打著機扭動件用高的溫度不銹鋼軋鋼棒材規范了》
GJB2612 《電焊焊接用中高溫碳素鋼冷磨砂材標準》
GJB3317《 飛機用高溫高壓合金材料帶鋼產品規范化》
GJB2297 《航天用氣溫和金冷拔(軋)無縫隙管原則》
GJB3020 《飛機用高的溫度合金鋼環坯規定》
GJB3167 《冷鐓用持續高溫硬質合金冷拉絲機材技術規范》
GJB3318 《航空航天用持續高溫鋁合金冷扎帶材規定》
GJB2611《 航天用室溫錳鋼冷拉棒材實驗室管理標準》
YB/T5247 《錫焊用炎熱和金冷拉絲工藝》
YB/T5249 《冷鐓用較高溫度鋁合金冷拔絲》
YB/T5245 《普普通通承力件用溫度過高硬質合金熱軋鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 勻速轉動零件用中高溫合金材料冷軋棒材》
GB/T14994 《溫度過高金屬冷拉棒材》
GB/T14995 《高溫合金屬熱軋鋼板板》
GB/T14996 《低溫合金屬冷扎板料》
GB/T14997 《氣溫鎂合金鍛制圓餅》
GB/T14998 《溫度高合金屬坯件毛壞》
GB/T14992 《低溫各種合金和金屬文件間無機化合物低溫文件的劃分和型號》
HB5199《 空航用高溫高壓合金鋼冷軋鋼板薄鋼板》
HB5198 《航空航天葉子用膨脹溫度高各種合金棒材》
HB5189 《民航茶葉用彎曲氣溫碳素鋼棒材》
HB6072 《WZ8系列作品用GH4169耐熱合金棒材》
1.4GH4169生物因素該合金產品的生物因素分3類:標淮單位因素、可信賴因素、高純因素,見表1-1。可信賴因素的在標淮單位因素的條件框架上降碳增鈮,可以增多炭化鈮的占比,增多疲勞值源和增大進行強化相的占比,增長效能和產品硬度。另外增多害處其它雜物和和氣氣體分子量。高純因素是在可信賴標淮單位條件框架上削減和害處其它雜物的分子量,增長產品純凈度和。
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] %
類 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
規定 | ≤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 | |||||
好 | 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 | |||||
種類 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
很小于 | |||||||||||||
原則 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
優良 | 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%
種類 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
不高于 | |||||||||
規范標準 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
更優質 | 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熱工作系統各種合金材料有各個的熱工作系統,以設定晶粒大小度、設定δ相形貌、分布區和比例,因而才能得到各個行政級別的運動學能力。各種合金材料熱工作系統分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?10℃,1h,油冷、空冷或散熱 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、空冷或油冷 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品類型號和供給階段行供給模鍛件(盤、建筑體鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有所不同的樣子和尺寸的緊固連接件、柔軟性pcb板等、到貨階段由需求兩人商討。絲材以商討的到貨階段成盤狀到貨。
1.7GH4169冶煉和壓鑄加工制作藝 合金類的冶煉加工制作藝 包括3類:進口高壓氣體室泵紅外感應器加電渣重熔;進口高壓氣體室泵紅外感應器加進口高壓氣體室泵脈沖重熔;進口高壓氣體室泵紅外感應器加電渣重熔加進口高壓氣體室泵脈沖重熔。可會按照部件的的使用規范標準,選澤需要的冶煉加工制作藝 ,夠滿足適用規范標準。
1.8GH4169APP簡介與個性化要手工生產產生航空運輸和航空企業啟思想中的所有恒定件和晃動件,如盤、環件、機匣、軸、樹葉、鎖固件、延展能力電子器件、天然氣管內、密封隔絕電子器件等和手工焊接格局件;手工生產產生核技術企業APP的所有延展能力電子器件和格架;手工生產產生能源和精細化工研究方向APP的元器件及元器件。
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性熱能
2.1.1GH4169熔解室溫超范圍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線變形常數見表2-3;
2.2GH4169密度單位ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電安全性能
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帶磁能鎳鋼無帶磁。
2.5GH4169物理特性
2.5.1GH4169耐腐蝕性在自然空氣媒介中試驗裝置100h后的硫化強度見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
氧化反應傳輸率/(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]
尺寸規格 d/mm | 送樣位置 | θ/℃ | 彎曲性能方面不乘以 | HBS | 經久耐用性能指標 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 垂直 | 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 | 跨頁 | 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相變溫度γ"相是該鎂合金類的其主要突破相,其高動態平衡溫度是650℃,就開使固熔溫度為840~870℃,*固熔溫度是950℃,γ′相也是該鎂合金類的突破相,但使用量超過γ"相,其揮發溫度是600℃,*熔解溫度是840℃;δ相的就開使揮發溫度是700℃,揮發峰溫度是940℃,980℃就開使熔解,*熔解溫度是1020℃。
4.2時光-溫度表-團體轉變成弧度見圖4-1。
4.3和金阻止結構類型
4.3.1和金標準規范熱整理方式的企業由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組成了。γ"(Ni3Nb)相是通常進行武器淬火相,為體心四面八方有序性的構造的亞穩定性高相,呈圓球狀在基體中彌散共格進行溶解,在時長或應用軟件一年后,有向δ相轉型的趨向,使抗壓強度減少。γ′(Ni3(Al、Ti))相的占比次于γ"相,呈球狀彌散進行溶解,對和金起幾大部分進行武器淬火能力。δ相通常在晶界進行溶解,其形貌與淬火一年后的終鍛環境溫差有觀,終鍛環境溫差在900℃,出現針狀,在晶界和晶內進行溶解;終鍛環境溫差達930℃,δ相呈顆料狀,不均劃分;終鍛環境溫差達950℃,δ相呈短棒狀,劃分于晶界側重于;終鍛環境溫差達980℃,在晶界進行溶解小量針狀δ相,鍛件出現經久突破空缺脆弱性。終鍛環境溫差達成1020℃或更強,鍛件中無δ相進行溶解,晶粒大小度也隨之粗化,鍛件有經久突破空缺脆弱性。淬火階段中,δ相在晶界進行溶解,能得到釘扎能力,的阻礙晶粒大小度粗化。
4.3.2L相是壓扁GH4169金屬中不禁止的都存在的相,該相富鈮,的都存在于鑄錠枝晶間,降低了鑄錠初凝固點,鑄錠中L相固溶溫度和不勻化時期的問題見圖4-2。
4.3.3晶體度
4.3.3.1耐熱合金在溫度過高固熔(隔溫2h)時的金屬材質晶粒長大以后更傾向見圖4-3。
4.3.3.2棒材(最原始晶體9~9.5級)經與眾不一樣工作熱度燒水同時以與眾不一樣傾斜量淬火傾斜后,再過標準單位熱除理(固溶工作熱度965℃,1h),其晶體度的變化規律見表4-1。
4.3.3.3鍛件技術規則指定,硬性鍛件大概金屬材質晶粒度度度為三級,能接受少數某種個別2級,堆物攻鍛件大概金屬材質晶粒度度度為8級,能接受少數某種個別2級;直接的時效性鍛件大概金屬材質晶粒度度度應當10級或更細。
4.3.4馬上實效的鍛件在600~700℃實效500h后,析晶相使用量的轉化見表4-2。
表4-1[19]
段造電加熱室內溫度/℃ | 下面和變形程度上的晶粒度度/級 | 鍛壓升溫溫度表/℃ | 下例變形幾率情況的晶粒度度/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]
限期正規 | 析晶相數目/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
隨時時長心態 | 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澆注使用性能
5.1.1因GH4169不銹鋼屬中鈮含碳量高,不銹鋼屬中的鈮偏析層面與礦冶加工加工工藝立即對應。電渣重熔和蒸空電弧焊接鍛造的鍛造流速和電棒的質理管理的狀態立即引響的材料的劣勢。熔速快,易確立富鈮的黑斑;熔速慢,會確立貧鈮的癲癇;電棒外表面質理管理差和電棒的內部有磨痕,均易致使癲癇的確立,故而,延長了電棒質理管理和調節熔速及延長了鋼錠的固化傳輸速度是冶煉加工加工工藝的首要客觀因素。為規避鋼錠中的稀有元素偏析超重,迄今用于的鋼錠的直徑并不低于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經不均化治理 的硬質合金更具好的的熱制作效能,鋼錠的開坯加熱室溫表只能低于1120℃。鍛件的鍛打工藝流程應通過鍛件在使用現象和應用軟件前提,構建工作廠的工作前提而定。開坯和工作鍛件是,兩邊固溶處理室溫表和終鍛室溫表須要通過機件所前提的組織機構形態和效能來判別,一樣癥狀下,鍛打的終鍛室溫表調整在930~950℃相互之間為宜。各種鍛件的鍛打室溫表和發生形變地步見表5-1。
表5-1[17]
鑄造品目 | 次精鑄 | 最后次鍛鑄 | 最后次煅造 | |||
供暖溫度表/℃ | 發生形變量/% | 加水溫濕度/℃ | 彎曲量/% | 熱處理加熱攝氏度/℃ | 傾斜量/% | |
普通型 鍛造 間接追訴時效 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 不可以 ≥2 ≥2 |
5.1.3與裝修板材冷熱擠壓密切相關的效果見表5-2。
5.1.4鍛件的變型程度上、終鍛溫差和金屬材質晶粒長寬高內的原因見圖5-1。
5.1.5合金屬動態的再凝結見圖5-2。
5.1.6發起機樹葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道加工過程模鍛而成,有差異 的鍛鑄采暖器攝氏度對樹葉的后果見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的樹葉公司耐磨性為。
5.1.7和金在溫度過高下的出現變形抗力的身材曲線見圖5-3。
5.2補焊能合金材料都具有完美的補焊能,適用氬弧焊、手機束焊、縫焊、電焊、等的辦法實行補焊。
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
鍛煉新工藝 | 板厚/mm | 階段 | 杯突層次/mm | 出現彎折變形機會 | 限深沖公式 |
重力作用感器加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鍛壓蒸汽加熱的溫度/℃ | 20℃拉長耐磨性 | 650℃拉伸運動耐腐蝕性 | 650℃,690MPa長久穩定性 | ||||||||
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器件熱正確外理工學藝航空公司器件的熱正確外理基本上按1.5條約定的Ⅱ、Ⅲ四種規章監督機制管理,即標熱正確外理規章監督機制管理和可以限期熱正確外理規章監督機制管理做出。其次工藝措施的條件下,也可分為規章監督機制管理熱正確外理。按標規章監督機制管理熱正確外理時,固溶正確外理可在950~980℃區間內,在選出的溫度因素?10℃下做出。
5.4單單從表面上事業新工藝必須時可對元件單單從表面上境地實行噴丸強化、孔壓擠強化或螺距滾壓強化事業,使元件在交變剪力前提下事業的生存期也隨著成長。
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切割處理與軸類功能硬質合金可服務滿意地進行切割處理。
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
氣溫/℃ | 抗壓比強度比強度σb/MPa | 抗拉硬度σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 做收縮率/% |
-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
溫差/℃ | 抗壓程度程度σb/MPa | 妥協抗彎強度σP0.2/MPa | 長度率/% | 拉伸率/% |
980℃?5℃固溶熱處理,散熱 720℃?5℃,8小的時候結晶固化,爐冷至620℃?5℃隔熱 到總有效期精力起到18小 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 |
溫度表/℃ | 拉伸強度強度σb/MPa | 屈服抗壓強度抗壓強度σP0.2/MPa | 生長率/% | 收縮毛孔率/% |
1065℃?5℃,45min,油冷 760℃?5℃,10小時內石雕文化沉淀硬度,爐冷至650℃?5℃保暖 到總時長時光以達到20天 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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