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GH4169力學性能

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GH4169

一、GH4169概述 

GH4169碳素鋼類是以體心六方的γ"和面心立米的γ′相沉淀自己升星的鎳基氣溫碳素鋼類,在-253~700℃體溫空間內內擁有不錯的,650℃以內的屈服難度難度居易變型氣溫碳素鋼類的*,并擁有不錯的、抗覆蓋、、耐灼傷機械性能指標指標,各類不錯的加工制作機械性能指標指標、焊接方法機械性能指標指標和集體穩固性,就能加工制造各式各樣造型有難度的零組件,在宇航、核能源、能源工業中,在出現體溫空間內內得到 了為諸多的用。

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板材鋼號GH4169(GH169)

1.2GH4169相同鋼號Inconel718(),NC19FeNb(法 國)

1.3GH4169物料的科技基準

GJB2612-1996《對接焊用耐高溫合金材料冷拉絲機材標準》

HB6702-1993《WZ8題材用GH4169耐熱合金棒材》

GJB3165 《飛機維修承力件用耐高溫和金熱軋鋼和鍛制棒材規范標準》

GJB1952 《南航用高熱硬質合金冷軋鋼簿板原則》

GJB1953《 航材打火機擺動件用高熱合金材料熱軋鋼棒材規程》

GJB2612 《手工焊接用高的溫度合金屬冷不銹鋼拉絲材規則》

GJB3317《 飛防用高的溫度硬質合金熱扎裝飾板材要求》

GJB2297 《航空運輸用常溫合金材料冷拔(軋)無縫對接管規范了》

GJB3020 《航班用高熱和金環坯管理規范》

GJB3167 《冷鐓用常溫硬質合金冷壓模材技術規范》

GJB3318 《中國航空用溫度過高耐熱合金熱軋帶材制約》

GJB2611《 南航用溫度過高鎂合金冷拉棒材要求》

YB/T5247 《電焊用溫度合金材料冷拔絲》

YB/T5249 《冷鐓用溫度高合金鋼冷拔絲》

YB/T5245 《普通級承力件用高溫各種合金軋鋼和鍛制棒材》

GB/T14993《 翻轉核心部件用氣溫鋁合金冷軋棒材》

GB/T14994 《炎熱各種合金冷拉棒材》

GB/T14995 《高溫錳鋼冷軋板》

GB/T14996 《低溫合金材料熱軋金屬薄板》

GB/T14997 《溫度高不銹鋼鍛制圓餅》

GB/T14998 《中高溫合金類坯件毛壞》

GB/T14992 《溫度過高合金鋼和輕金屬間氧化物溫度過高素材的的分類和鋼材牌號》

HB5199《 航空航天用溫度高合金材料冷軋鋼金屬薄板》

HB5198 《飛機維修茶葉用開裂耐高溫碳素鋼棒材》

HB5189 《航空航天葉尖用和變形高熱硬質合金棒材》

HB6072 《WZ8產品用GH4169耐熱合金棒材》

1.4GH4169普通機械營養的組成素材該合金鋼的普通機械營養的組成素材分為3類:要求營養的組成素材、更可信賴營養的組成素材、高純營養的組成素材,見表1-1。更可信賴營養的組成素材的在要求營養的組成素材的基本知識上降碳增鈮,而可以限制增碳鈮的個數,可以限制難度源和加大增強相的個數,提升 了使用性能和素材難度。一并可以限制有損其它雜物隨和體份量。高純營養的組成素材是在更可信賴要求基本知識上降低了和有損其它雜物的份量,提升 了素材含量和。

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。

1-1[1] % 

品類

C

Cr

Ni

Co

Mo

Al

Ti

Fe

要求

≤0.08

17.0~21.0

50.0~55.0

≤1.0

2.80~3.30

0.30~0.70

0.75~1.15

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

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

門類

Nb

B

Mg

Mn

Si

P

S

Cu

Ca

不于

標準規定

4.75~5.50

0.006

0.01

0.35

0.35

0.015

0.015

0.30

0.01

品質

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% 

品類

Bi

Sn

Pb

Ag

Se

Te

Tl

N

O

很不小于

細則

---

---

0.0005

---

0.0003

---

---

---

---

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熱除理會議管理制的重要性鎳鋼極具差異的熱除理會議管理制的重要性,以抑制晶粒大小度、抑制δ相形貌、規劃和需求量,才能拿到差異職位的結構力學性能參數。鎳鋼熱除理會議管理制的重要性分3類:

Ⅰ:(1010~1065)℃?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新品種產品規格和提供感覺也可以提供模鍛件(盤、整體風格鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有所差異形狀圖片大全和圖片尺寸的鎖緊螺栓件、的彈性零件等、交付感覺由需求量兩人磋商。絲材以磋商的交付感覺成盤狀交付。

1.7GH4169冶煉和鑄造廠施工施工技藝耐熱合金的冶煉施工施工技藝可分為3類:正空磁感應式器加電渣重熔;正空磁感應式器加正空焊弧重熔;正空磁感應式器加電渣重熔加正空焊弧重熔。可利用零件加工的實用規范讓,首選需要備考的冶煉施工施工技藝,具備采用規范讓。

1.8GH4169使用概貌與特殊的追求加工開發廠飛防和航空工藝熱車機中的一些勻速直線運動件和擺動件,如盤、環件、機匣、軸、茶葉、扭緊件、回粘性電子器件、然氣連接管、封嚴電子器件等和悍接組成件;加工開發廠核技術工藝使用的一些回粘性電子器件和格架;加工開發廠能源和精細化工域使用的零部件及零部件。

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熱性食物能

2.1.1GH4169溶化攝氏度范疇1260~1320℃。

2.1.2GH4169熱導率見表2-1。

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線熱膨脹比率見表2-3;

2.2GH4169比熱容ρ=8.24g/cm3。

2.3GH4169電性能參數

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

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磁體能合金屬無磁體。

2.5GH4169生物效果

2.5.1GH4169性能方面在水汽導電介質中試驗裝置100h后的氧化反應傳輸速度見表2-4。

2-4 

θ/℃

600

700

800

900

1000

氧化物時延/(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。

3-1[1] 

技術參數

d/mm

抽樣方向盤

θ/℃

彎曲的性能不大于

HBS

經久能力

σP0.2/MPa

σb/MPa

δ5/%

ψ/%

σ/MPa

t/h

δ5/%

≤125

可以

20

650

1030

860

1280

1000

12

12

15

15

≥346

---

---

690

---

≥25

---

≥5

126~200

垂直

20

650

1030

860

1240

965

6

6

8

8

---

---

---

690

---

≥25

---

---

>200

橫面

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相變熱度γ"相是該金屬的關鍵增幅相,其高穩定性高熱度是650℃,準備固熔熱度為840~870℃,*固熔熱度是950℃,γ′相也是該金屬的增幅相,但用量不低于γ"相,其揮發熱度是600℃,*熔解熱度是840℃;δ相的準備揮發熱度是700℃,揮發峰熱度是940℃,980℃準備熔解,*熔解熱度是1020℃。

4.2耗時-體溫-結構的轉變折線見圖4-1。

4.3鎂合金集體構造

4.3.1合金類材料細則熱辦理狀態下的聚集由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相包含。γ"(Ni3Nb)相是具體進行強化裝備相,為體心四面八方良好結構的的亞可靠相,呈圓筒狀在基體中彌散共格揮發,在時長或適用階段,有向δ相轉為的態勢,使密度減低。γ′(Ni3(Al、Ti))相的使用量次于γ"相,呈球狀彌散揮發,對合金類材料起一個分進行強化裝備意義。δ相具體在晶界揮發,其形貌與煅造階段的終鍛溫暖關干,終鍛溫暖在900℃,建成針狀,在晶界和晶內揮發;終鍛溫暖達930℃,δ相呈科粒狀,不均占比;終鍛溫暖達950℃,δ相呈短棒狀,占比于晶界來源于;終鍛溫暖達980℃,在晶界揮發一少部分針狀δ相,鍛件出來更久豁口神經比較明感狀態。終鍛溫暖高達1020℃或更高的,鍛件中無δ相揮發,金屬材質晶粒大小因而粗化,鍛件有更久豁口神經比較明感狀態。煅造方式中,δ相在晶界揮發,能開到釘扎意義,的阻礙金屬材質晶粒大小粗化。

4.3.2L相是斷裂GH4169錳鋼中不支持現實來源于的相,該相富鈮,現實來源于于鑄錠枝晶間,有效降低鑄錠初沸點,鑄錠中L相固溶氣溫和粗糙化用時的干系見圖4-2。

4.3.3晶粒度度

4.3.3.1合金材料在溫度固熔(保冷2h)時的晶粒度長成行為見圖4-3。

4.3.3.2棒材(原有金屬材質晶粒大小9~9.5級)經有差異 水溫進行加熱并且以有差異 變彎量精鑄變彎后,再路過細則熱正確處理(固溶水溫965℃,1h),其金屬材質晶粒大小度的變動見表4-1。

4.3.3.3鍛件技術設備基準規則,傳統鍛件的評均金屬材質晶粒大小大小度為三級,支持偶有2級,堆物攻鍛件的評均金屬材質晶粒大小大小度為8級,支持偶有2級;直接的法定期限鍛件的評均金屬材質晶粒大小大小度應在10級或更細。

4.3.4可以直接實效的鍛件在600~700℃實效500h后,進行析出相規模的轉變 見表4-2。

4-1[19] 

鑄造高溫溫暖/℃

以下的易變型的程度的晶粒大小度/級

精鑄受熱攝氏度/℃

有以下變型系數的金屬材質晶粒度/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

4-2[11] 

限期技術規范

溶解相個數/%

θ/℃

t/h

δ-Ni3Nb+MC

γ"-Ni3Nb,

γ′-Ni3(Al,Ti,Nb)

單獨時間狀況

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成形性能方面

5.1.1因GH4169耐熱和金中鈮含磷量高,耐熱和金中的鈮偏析地步與冶金材料加工加工制作工藝 直接性的各種相關。電渣重熔和進口真空電弧放電熔鑄的熔鑄線速度和電棒的產品品質情形直接性的影響原材料的優點缺點。熔速快,易建立富鈮的黑斑;熔速慢,會建立貧鈮的皮膚白癜風;電棒表明產品品質差和電棒外部有龜裂,均易影響皮膚白癜風的建立,那么,加強電棒產品品質和調節熔速及加強鋼錠的初凝濃度是冶煉加工加工制作工藝 的的關鍵方面。為應對鋼錠中的設計元素偏析很重,現在選取的鋼錠內直徑很小于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經豎直化處里的合金屬擁有順暢的熱處理安全性,鋼錠的開坯升溫體溫不準不超1120℃。鍛件的打造工序應依照鍛件采用情形和采用標準要求,通過出產廠的出產能力而定。開坯和出產鍛件是,在期間淬火體溫和終鍛體溫不得不依照加工零件所標準要求的結構情形和安全性來肯定,正常癥狀下,打造的終鍛體溫操作在930~950℃相互之間為宜。各項鍛件的打造體溫和傾斜方面見表5-1。

5-1[17] 

鍛造加工專業類別

次精鑄

2次精鑄

其三遍鍛造加工

燒水環境溫度/℃

易變型量/%

熱處理加熱溫/℃

變形幾率量/%

電加熱水溫/℃

變形幾率量/%

正規

一直有效期

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與裝飾板材冷冷沖壓有觀的能見表5-2。

5.1.4鍛件的開裂水平、終鍛溫度和晶體尺寸大小中的關心見圖5-1。

5.1.5合金類情況再凝結見圖5-2。

5.1.6熱車機樹葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道程序模鍛而成,各種的鍛鑄受熱室溫對樹葉的反應見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的樹葉組織機構功能為。

5.1.7合金類在室溫下的發生形變抗力線性見圖5-3。

5.2不銹鋼焊工藝耐磨性方面合金屬具有著信賴的不銹鋼焊工藝耐磨性方面,需用氬弧焊、光電束焊、縫焊、電焊、等形式確定不銹鋼焊工藝。

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]。

5-2 

冶煉加工

板厚/mm

情況下

杯突淬硬層/mm

致使反復內彎單次

限深沖常數

正空磁感應加電渣

1.5

950℃固溶

11.5

17.5

1.96

5-3[19] 

精鑄蒸汽加熱室溫/℃

20℃伸展穩定性

650℃熱塑特性

650℃,690MPa堅持下去性

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器件及運轉情況熱凈化處工院藝航空運輸器件及運轉情況的熱凈化實行加工經常按1.5條暫行規定的Ⅱ、Ⅲ幾種措施,即標淮熱凈化實行加工措施和直觀法定期限熱凈化實行加工措施實行。有了技術工藝證據的能力下,也可用于措施熱凈化實行加工。按標淮措施熱凈化實行加工時,固溶凈化實行加工可在950~980℃範圍內,在選取的攝氏度?10℃下實行。

5.4表層正確處理工學藝必要性時可對配件表層格局去噴丸武器鍛造、孔擠出武器鍛造或螺母滾壓武器鍛造制作工藝,使配件在交變反力先決條件下業務的年限流水節拍增長期。

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鉆削精加工廠與銑削穩定性各種合金可中意地完成鉆削精加工廠。

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) 

6-1—溫度對熱軋棒材的拉伸性能影響

6-1 

溫度/℃

拉伸撓度撓度σb/MPa

抗拉的強度σP0.2/MPa

張拉率/%

收縮毛孔率/%

-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

6-2—鍛件(短橫向實驗)的低溫性能

6-2 

溫濕度/℃

抗壓撓度撓度σb/MPa

示弱撓度σP0.2/MPa

張拉率/%

縮緊率/%

980℃?5℃固溶熱處理,風冷 720℃?5℃,8鐘頭結晶軟化,爐冷至620℃?5℃隔熱

到總時限日子提升18每小時 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/℃

抗拉能力構造σb/MPa

屈服剛度剛度σP0.2/MPa

張拉率/%

拉伸率/%

1065℃?5℃,45min,水冷式 760℃?5℃,10個鐘頭積淀軟化,爐冷至650℃?5℃隔溫

到總限期時間段提高20分鐘 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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