中国牌号:GH4738镍基高温合金
一、GH4738镍基高温合金概述:
GH4738是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金,具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能,工艺塑性良好,组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件,使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。
1、GH4738材料牌号:GH4738
2、GH4738相近牌号:Waspaloy(美国),NC20K14(法国)
3、GH4738材料的技术标准:
4、GH4738化学成分: 见表1-1。
表1-1 %
牌号:GH4738
化学成分(%)
C: ≤0.03~0.10
Si: ≤0.15
Mn: ≤0.1
S: ≤0.015
P: ≤0.015
Cr: 18.0~21.0
Ni: 基
Fe: ≤2.0
Cu: ≤0.1
V: —
Mo: 3.5~5.0
Ti: 2.75~3.25
Al: 1.2~1.6
其他: Co:12~15
B:0.003~0.01
Zr:0.02~0.08
注:微量杂质为ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。
5、GH738热处理制度:1080℃±10℃,4h,空冷+840℃,24h,空冷+760℃,16h,空冷。
6、G4H738品种规格和供应状态:可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等,通常不经热处理交货,板材固溶处理后交货。
7、G4H738熔炼和铸造工艺: 采用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。
8、G4H738应用概况与特殊要求: 该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机,主要用作涡轮叶片及涡等转动件,有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高,在国内较少采用。
二、G4H738物理及化学性能:
1、G4H738热性能:
(1)、G4H738熔化温度范围:1330~1360℃。
(2)、G4H738热导率:见表2-1。
2、GH4738密度:ρ=8.22g/cm3。
3、GH4738电性能:
4、GH4738磁性能:合金无磁性。
5、GH4738化学性能:
(1)、GH4738抗氧化性能:合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。
(2)、GH4738耐腐蚀性能:合金抗盐雾腐蚀能力良好。
四、GH4738组织结构:
1、GH4738相变温度:合金中γ′相的溶解温度为980~1050℃,开始从基体中析出温度为630℃,析出峰值温度为800℃。合金中M23C6碳化物相的开始析出温度为700℃,完全溶解温度为1020℃。
2、GH4738时间-温度-组织转变曲线:
3、GH4738合金组织结构:
经标准热处理后,除奥氏体基体外,该合金经650℃和730℃长期时效至3000h,γ′相的数量变化不明显,分别约有3%和1%左右的补充析出,γ′相大小分别从146nm长大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6转化,碳化物总量略有增加,从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效过程中无新相析出,组织稳定。
(3)、GH4738该合金热加工塑性良好,是比较好成形的镍基高温合金。锻造开坯加热温度1150~1170℃,适宜的热加工温度为1040~1170℃,终锻温度不低于1000℃。涡轮叶片锻造温度通常采用1070~1110℃范围,模锻最小变形量应大于25%。应避免在高温(1180℃)下小变形量(约10%)热加工,此时可能在晶界上形成连续的MC型碳化物薄膜,导致缺口敏感。在较低温度下(980~1080℃)热变形,晶界上很少形成MC碳化物薄膜,只有不连续的M23C6型碳化物,热处理后可获得均匀的4~5级晶粒度,综合性能良好。
2、GH4738零件热处理工艺: 零件热处理时应注意防止零件表面元素贫化,加热应均匀。
3、GH4738表面处理工艺: 该合金用做涡轮叶片和涡等转动件时,为了提高疲劳性能,进行氩气保护消除应力退火,以及喷丸处理。为提高涡轮叶片耐燃气腐蚀及热疲劳性能,可进行扩散渗铝处理。