GH4169
一、GH4169概述
GH4169碳素鋼屬鋼是以體心四海的γ"和面心萬立方的γ′相積累增強的鎳基溫暖碳素鋼屬鋼,在-253~700℃溫暖空間內有好的的,650℃下例的妥協承載力居彎曲變形溫暖碳素鋼屬鋼的*,并有好的的、抗影響、、耐腐燭能,并且好的的精加工能、電焊焊接能和企業維持性,可能打造各個形態繁雜的零零件,在宇航、核能發電、石油化工行業中,在以上溫暖空間內得到 了為范圍廣的采用。
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原料品牌GH4169(GH169)
1.2GH4169近意類型Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169原料的技術準則
GJB2612-1996《焊接加工用高的溫度鋁合金冷金屬拉絲材規程》
HB6702-1993《WZ8產品用GH4169金屬棒材》
GJB3165 《航空運輸承力件用高溫作業碳素鋼熱軋鋼板和鍛制棒材標準規范》
GJB1952 《飛機維修用炎熱碳素鋼冷軋鋼板金屬薄板標準化》
GJB1953《 民用航空汽車發傾向運轉件用高溫天氣不銹鋼熱扎棒材規范了》
GJB2612 《焊接工藝用常溫鎳鋼冷拔絲材規范起來》
GJB3317《 航班用低溫不銹鋼熱扎細木工板規程》
GJB2297 《飛機維修用常溫不銹鋼冷拔(軋)直縫管標準規范》
GJB3020 《航空航天用高溫度各種合金環坯技術規范》
GJB3167 《冷鐓用高溫環境不銹鋼冷壓模材標準》
GJB3318 《飛機維修用高溫度鋁合金冷軋鋼帶材規范化》
GJB2611《 南航用室溫碳素鋼冷拉棒材規范標準》
YB/T5247 《手工焊接用高溫耐熱合金冷拉絲工藝》
YB/T5249 《冷鐓用高的溫度合金鋼冷金屬拉絲》
YB/T5245 《通常承力件用持續高溫不銹鋼熱軋鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 運動核心部件用高溫環境碳素鋼熱扎棒材》
GB/T14994 《高溫合金類冷拉棒材》
GB/T14995 《高溫金屬熱軋鋼板板》
GB/T14996 《高的溫度各種合金冷扎薄鋼板》
GB/T14997 《溫度高不銹鋼鍛制圓餅》
GB/T14998 《高溫高壓錳鋼坯件毛壞》
GB/T14992 《溫度環境復合和復合間無機化合物溫度環境相關材料的各類和鋼號》
HB5199《 航班用溫度高鎂合金冷軋鋼簿板》
HB5198 《中國航空葉子用變化溫度過高金屬棒材》
HB5189 《民用航空葉子用扭曲高溫度各種合金棒材》
HB6072 《WZ8系統用GH4169合金屬棒材》
1.4GH4169電學上含鋅量該不銹鋼的電學上含鋅量劃分成3類:原則規范含鋅量、優越含鋅量、高純含鋅量,見表1-1。優越含鋅量的在原則規范含鋅量的前提性上降碳增鈮,為了可以限制氫氟酸處理鈮的的占比,可以限制疲乏源和挺高突破相的的占比,挺高的性能和素材抗壓強度。另外可以限制有危害性殘渣殘渣和氣流體含鋅量。高純含鋅量是在優越原則規范前提性上減低和有危害性殘渣殘渣的含鋅量,挺高素材色度和。
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] %
品類 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe | |||||
規格 | ≤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 | |||||
等級分類 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
并不太于 | |||||||||||||
標準規定 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
質優 | 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%
行業類別 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
太高于 | |||||||||
標準規范 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
特色 | 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熱進行清理問責管理機制和金更具與眾有所不同的熱進行清理問責管理機制,以掌控金屬材質晶粒度、掌控δ相形貌、生長和用戶,為了賺取與眾有所不同類別的熱學特點。和金熱進行清理問責管理機制分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品類規格型號和生產商感覺是可以生產商模鍛件(盤、整體上鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有所不同款式和圖片尺寸的防松螺栓件、Q彈元器件等、交期感覺由供給兩者商議。絲材以商議的交期感覺成盤狀交期。
1.7GH4169熔鑄和鍛壓制作施工工藝技術碳素鋼的冶煉制作施工工藝技術劃分成3類:機械泵環境感應器加電渣重熔;機械泵環境感應器加機械泵環境脈沖重熔;機械泵環境感應器加電渣重熔加機械泵環境脈沖重熔。可要根據機件的利用規定,選定 流程的冶煉制作施工工藝技術,充分考慮適用規定。
1.8GH4169技術應該用概貌與特異規定要求制做航材和航空航天熱車機中的各式各樣禁止件和轉動或者單方向轉動件,如盤、環件、機匣、軸、葉輪、緊固連接件、回彈力部件、天燃氣連接管、封嚴部件等和對接焊框架件;制做原子能企業技術應該用的各式各樣回彈力部件和格架;制做原油和化工類區域技術應該用的元件及元件。
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熔融溫暖面積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線增大公式見表2-3;
2.2GH4169孔隙率ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電效果
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帶磁能合金類無帶磁。
2.5GH4169化學物質耐腐蝕性
2.5.1GH4169性在氧氣物料中現場實驗100h后的被氧化強度見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
空氣氧化傳輸速率/(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]
規格 d/mm | 送樣方問 | θ/℃ | 收縮安全性能不需小于 | HBS | 耐久性能方面 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 橫面 | 20 650 | 1030 860 | 1280 1000 | 12 12 | 15 15 | ≥346 --- | --- 690 | --- ≥25 | --- ≥5 |
126~200 | 橫著 | 20 650 | 1030 860 | 1240 965 | 6 6 | 8 8 | --- --- | --- 690 | --- ≥25 | --- --- |
>200 | 雙向 | 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相變室內平均溫濕度表γ"相是該鎳鋼屬的基本精煉相,其高穩定的室內平均溫濕度表是650℃,剛已經固熔室內平均溫濕度表為840~870℃,*固熔室內平均溫濕度表是950℃,γ′相也是該鎳鋼屬的精煉相,但個數低于γ"相,其沉淀室內平均溫濕度表是600℃,*熔解室內平均溫濕度表是840℃;δ相的剛已經沉淀室內平均溫濕度表是700℃,沉淀峰室內平均溫濕度表是940℃,980℃剛已經熔解,*熔解室內平均溫濕度表是1020℃。
4.2時間間隔-工作溫度-組織安排變為曲線擬合見圖4-1。
4.3合金材料阻止格局
4.3.1合金屬類標熱解決工作狀態的組識由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組合成。γ"(Ni3Nb)相是最主要的強化相,為體心四面八方井然有序機構的亞相對穩定相,呈圓筒狀在基體中彌散共格分析晶,在時長或應用軟件當天,有向δ相的轉變的趨向,使的強度下調。γ′(Ni3(Al、Ti))相的總數量次于γ"相,呈球狀彌散分析晶,對合金屬類起一一些分強化影響。δ相最主要的在晶界分析晶,其形貌與淬火當天的終鍛溫差有關系,終鍛溫差在900℃,達成針狀,在晶界和晶內分析晶;終鍛溫差達930℃,δ相呈粒狀狀,平均勻稱;終鍛溫差達950℃,δ相呈短棒狀,勻稱于晶界主要;終鍛溫差達980℃,在晶界分析晶一定量針狀δ相,鍛件出現耐久空缺銘物質性。終鍛溫差達成1020℃或更高些,鍛件中無δ相分析晶,晶粒度度伴隨著粗化,鍛件有耐久空缺銘物質性。淬火的過程 中,δ相在晶界分析晶,能得到釘扎影響,障礙晶粒度度粗化。
4.3.2L相是開裂GH4169鎂合金中不能有著的相,該相富鈮,有著于鑄錠枝晶間,降低了鑄錠初凝固點,鑄錠中L相固溶氣溫和一致化時間間隔的感情見圖4-2。
4.3.3晶粒大小度
4.3.3.1金屬在室溫固熔(隔熱保溫2h)時的晶體長完取向見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原本金屬材質晶體9~9.5級)經不相同于溫度因素加熱即為不相同于變型量鍛造加工變型后,再由標準規范熱處里(固溶溫度因素965℃,1h),其金屬材質晶體度的發生改變見表4-1。
4.3.3.3鍛件能力標淮明文規定,普通的鍛件月均金屬材質晶體度為三級,能接受某個2級,高強度鍛件月均金屬材質晶體度為8級,能接受某個2級;會時間鍛件月均金屬材質晶體度應在10級或更細。
4.3.4進行時間的鍛件在600~700℃時間500h后,沉淀相需求量的變幻見表4-2。
表4-1[19]
鍛壓供暖氣溫/℃ | 下列變型層面的晶體度/級 | 鍛壓受熱溫度/℃ | 以上變形幾率階段的晶粒度度/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]
實效標準 | 沉淀相人數/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
直觀有效期形態 | 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壓合效果
5.1.1因GH4169碳素鋼屬中鈮的含量高,碳素鋼屬中的鈮偏析因素分析與有色金屬加工技術進行相應。電渣重熔和真空度電孤熔鑄的熔鑄的速度和電棒的高產品性能壯態進行損害的材質的優與劣。熔速快,易出現富鈮的黑斑;熔速慢,會出現貧鈮的白癜風;電棒外表高產品性能差和電棒內控有磨痕,均易導至白癜風的出現,這些,增強電棒高產品性能和控住熔速及增強鋼錠的疑固傳輸率是冶煉加工技術的重要性因素分析。為以免鋼錠中的原子偏析厚重,至今已有選用的鋼錠內直徑不太多于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經均勻分布化外理的金屬兼有正常的熱精加工效果,鋼錠的開坯進行加熱溫差不得已少于1120℃。鍛件的鑄造工藝設備應構建鍛件選擇實力和選用特殊要求,構建制作廠的制作經濟條件而定。開坯和制作鍛件是,中心淬火溫差和終鍛溫差必要構建加工零件所特殊要求的進行狀態下和效果來判別,般情形下,鑄造的終鍛溫差調節在930~950℃之中為宜。多種鍛件的鑄造溫差和變化能力見表5-1。
表5-1[17]
鍛壓行業類別 | 次熔煉 | 第二名次熔煉 | 三遍鑄造 | |||
加水溫度表/℃ | 膨脹量/% | 調溫溫差/℃ | 和變形量/% | 煮沸濕度/℃ | 斷裂量/% | |
平民 高防 立即追訴時效 | 1065~1090 1040~1065 995~1025 | - - >50 | 1040~1065 1010~1040 970~995 | - 30~50 >50 | 4~6 8 10 | 允許的 ≥2 ≥2 |
5.1.3與板才冷定型有關的特點見表5-2。
5.1.4鍛件的變彎情況、終鍛水溫和金屬材質晶粒盡寸直接的的關聯見圖5-1。
5.1.5和金的動態再結晶體見圖5-2。
5.1.6汽車發心理茶葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道步驟模鍛而成,與眾不同的煅造熱處理濕度對茶葉的作用見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的茶葉組織化耐磨性為。
5.1.7碳素鋼在高熱下的變形幾率抗力的曲線見圖5-3。
5.2電弧電焊焊接生產能力和金兼備中意的電弧電焊焊接生產能力,用于氬弧焊、電子束焊、縫焊、激光點焊等形式來電弧電焊焊接生產。
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
煉制制作工藝 | 板厚/mm | 狀況 | 杯突深度./mm | 多次彎曲成單次 | 限深沖比率 |
真空體磁感應加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鍛鑄預熱環境溫度/℃ | 20℃伸拉安全性能 | 650℃拉長機械性能 | 650℃,690MPa牢固穩定性 | ||||||||
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機件圖熱辦理工學院藝航空公司機件圖的熱辦理基本按1.5條規定準則規范的Ⅱ、Ⅲ有兩種管理獎懲工作考核機制的重要性,即準則規范熱辦理管理獎懲工作考核機制的重要性和隨便追訴時效熱辦理管理獎懲工作考核機制的重要性來采取。再加上技術應用重要依據的要求下,也可應用管理獎懲工作考核機制的重要性熱辦理。按準則規范管理獎懲工作考核機制的重要性熱辦理時,固溶辦理可在950~980℃的范圍內,在所選的熱度?10℃下來采取。
5.4的表面上加工制作工藝必要前提條件時可對零件及運轉情況及運轉情況的表面上反腐敗斗爭完成噴丸加強、孔彎曲加強或外螺紋滾壓加強事業,使零件及運轉情況及運轉情況在交變超載負荷前提條件下事業的使用期流水節拍的增長。
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鉆削生產與電火花加工制作功效鎂合金可群眾滿意地確定鉆削生產。
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
溫/℃ | 抗拉屈服強度屈服強度σb/MPa | 屈服抗彎強度抗彎強度σP0.2/MPa | 生長率/% | 彎曲率/% |
-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
氣溫/℃ | 抗拉的強度的強度σb/MPa | 抗拉承載力σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 收縮毛孔率/% |
980℃?5℃固溶淬火,水冷散熱 720℃?5℃,8小時內沉墊軟化,爐冷至620℃?5℃隔溫 到總時長時期提高18小的時候 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 |
工作溫度/℃ | 抗壓難度難度σb/MPa | 屈服值程度σP0.2/MPa | 張拉率/% | 緊縮率/% |
1065℃?5℃,45min,水冷散熱器 760℃?5℃,10時間悠長歲月中硬度,爐冷至650℃?5℃隔熱 到總實效時段達到了20鐘頭 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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