GH4169
一、GH4169概述
GH4169不銹鋼是以體心四正的γ"和面心立方米的γ′相沉淀自己強化木紋地板的鎳基高熱不銹鋼,在-253~700℃濕度區域內體現了順暢的,650℃如下的屈服撓度撓度居變型高熱不銹鋼的*,并體現了順暢的、抗輻射源、、耐金屬腐蝕耐熱性,或者順暢的生產耐熱性、錫焊耐熱性和組織安排比較穩定義,可生產不同的形狀圖片非常復雜的零配件,在宇航、核技術、油氣工業園中,在上面濕度區域內取得了為大范圍的軟件應用。
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資料品種GH4169(GH169)
1.2GH4169類似型號Inconel718(),NC19FeNb(法 國)
1.3GH4169材料的工藝標準
GJB2612-1996《手工焊接用炎熱合金類冷磨砂材國家標準》
HB6702-1993《WZ8系列表用GH4169合金鋼棒材》
GJB3165 《空航承力件用溫度鋁合金熱軋鋼板和鍛制棒材技術規范》
GJB1952 《航天用耐高溫合金類冷軋鋼卷板技術規范》
GJB1953《 南航汽車發傾向翻轉件用持續高溫鎂合金軋鋼棒材標準規范》
GJB2612 《焊結用溫度鋁合金冷拔絲材制約》
GJB3317《 國際航空用高溫碳素鋼軋鋼生態板原則》
GJB2297 《航材用常溫碳素鋼冷拔(軋)無接縫管規范化》
GJB3020 《飛防用耐高溫和金環坯規范了》
GJB3167 《冷鐓用溫度高和金冷拔絲材國家標準》
GJB3318 《國際航空用較高溫度鋁合金冷軋鋼帶材標準》
GJB2611《 航天用溫度高耐熱合金冷拉棒材原則》
YB/T5247 《電焊用高溫環境鋁合金冷不銹鋼拉絲》
YB/T5249 《冷鐓用高的溫度合金屬冷不銹鋼拉絲》
YB/T5245 《傳統承力件用高溫作業不銹鋼帶鋼和鍛制棒材》
GB/T14993《 轉結構件用高溫高壓和金軋鋼棒材》
GB/T14994 《溫度合金屬冷拉棒材》
GB/T14995 《低溫合金材料熱扎板》
GB/T14996 《較高溫度碳素鋼冷扎板料》
GB/T14997 《中高溫金屬鍛制圓餅》
GB/T14998 《高溫天氣鎳鋼坯件毛壞》
GB/T14992 《氣溫耐熱合金和復合間化學物質氣溫食材的劃分和鋼號》
HB5199《 民航用溫度過高合金屬冷軋鋼板薄鋼板》
HB5198 《南航葉子用膨脹室溫硬質合金棒材》
HB5189 《南航葉面用開裂高溫環境合金類棒材》
HB6072 《WZ8系列表用GH4169鎳鋼棒材》
1.4GH4169電化學上的完分該合金屬的電化學上的完分主要包括3類:基準規定組成、質優組成、高純組成,見表1-1。質優組成的在基準規定組成的根本上降碳增鈮,故而縮短增碳鈮的數量,縮短身體疲勞源和增高突破相的數量,的提升性能參數和的原材料力度。此外縮短損害不溶物和和氣氣體水平。高純組成是在質優基準規定根本上減小和損害不溶物的水平,的提升的原材料飽和度和。
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 | |||||
標準化 | ≤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 | |||||
優質的 | 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 | |||||
類目 | Nb | B | Mg | Mn | Si | P | S | Cu | Ca | ||||
往往并不不小于 | |||||||||||||
規定 | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 | ||||
優質的 | 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%
分類 | Bi | Sn | Pb | Ag | Se | Te | Tl | N | O |
很高于 | |||||||||
細則 | --- | --- | 0.0005 | --- | 0.0003 | --- | --- | --- | --- |
可信賴 | 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熱治療工作會議管理制度金屬包括不一樣的熱治療工作會議管理制度,以把控好晶體度、把控好δ相形貌、生長和總數,而使取得不一樣級別的運動學效果。金屬熱治療工作會議管理制度分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃?10℃,1h,油冷、空冷或水冷散熱器 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木種型號規格和出售環境能夠 出售模鍛件(盤、產品鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、有所差異樣子和長度的擰緊件、韌性電氣元件等、提貨環境由供給與需求男女雙方商議。絲材以商議的提貨環境成盤狀提貨。
1.7GH4169熔練和鍛壓藝鎳鋼的冶煉藝涵蓋3類:正空泵箱傳器式加電渣重熔;正空泵箱傳器式加正空泵箱焊弧重熔;正空泵箱傳器式加電渣重熔加正空泵箱焊弧重熔。可表明產品的使用需求,選用需要的的冶煉藝,提供使用需求。
1.8GH4169應運情況與唯一性標準要求加工廠廠航材和航天工程起動因中的各樣平穩件和晃動件,如盤、環件、機匣、軸、葉子、加固件、延展能力工件、天燃氣管內、密封隔絕工件等和不銹鋼焊接格局件;加工廠廠核能源化工公司業應運的各樣延展能力工件和格架;加工廠廠石油化工公司和化工公司范圍應運的工件及工件。
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溫性能
2.1.1GH4169鋁熱反應熱度使用范圍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線膨漲比率見表2-3;
2.2GH4169孔隙率ρ=8.24g/cm3。
2.3GH4169電性能參數
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帶磁能合金材料無帶磁。
2.5GH4169物理特點
2.5.1GH4169機械性能在環境物料中耐壓100h后的被氧化傳輸速度見表2-4。
表2-4
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
硫化濃度/(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]
外形尺寸 d/mm | 取樣方法導向 | θ/℃ | 拉伸形變耐腐蝕性不少于 | HBS | 牢固效果 | |||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||||
≤125 | 橫項 | 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 | 橫著 | 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相變溫濕度γ"相是該鎂錳鋼的核心升級相,其高保持穩定溫濕度是650℃,慢慢固熔溫濕度為840~870℃,*固熔溫濕度是950℃,γ′相也是該鎂錳鋼的升級相,但總數多于γ"相,其分分溶解溫濕度是600℃,*熔解溫濕度是840℃;δ相的慢慢分分溶解溫濕度是700℃,分分溶解峰溫濕度是940℃,980℃慢慢熔解,*熔解溫濕度是1020℃。
4.2日期-室溫-進行適應線條見圖4-1。
4.3合金鋼團體格局
4.3.1錳鋼材料規范熱凈化處理工作狀態的進行由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相構成。γ"(Ni3Nb)相是基本突破相,為體心四海有序化的結構的亞固定相,呈園盤狀在基體中彌散共格析晶,在時限或用途這段時間內,有向δ相的變化的市場趨勢,使硬度回落。γ′(Ni3(Al、Ti))相的的數量次于γ"相,呈球狀彌散析晶,對錳鋼材料起有些突破反應。δ相基本在晶界析晶,其形貌與段造加工這段時間內的終鍛溫度表相關聯,終鍛溫度表在900℃,構成針狀,在晶界和晶內析晶;終鍛溫度表達930℃,δ相呈顆料狀,飽滿劃分;終鍛溫度表達950℃,δ相呈短棒狀,劃分于晶界偏重于;終鍛溫度表達980℃,在晶界析晶少量的針狀δ相,鍛件突然出現更久人才拐點銘感脆弱性。終鍛溫度表達到了1020℃或更大,鍛件中無δ相析晶,金屬材質晶粒度不斷粗化,鍛件有更久人才拐點銘感脆弱性。段造加工的時候中,δ相在晶界析晶,能開到釘扎反應,障礙金屬材質晶粒度粗化。
4.3.2L相是彎曲GH4169鋁合金中不禁止有的相,該相富鈮,有于鑄錠枝晶間,減小鑄錠初凝固點,鑄錠中L相固溶熱度和一致化準確時間的原因見圖4-2。
4.3.3晶粒大小度
4.3.3.1硬質合金在持續高溫固熔(保冷2h)時的金屬材質晶粒長大作文傾向性見圖4-3。
4.3.3.2棒材(原使金屬材質晶粒大小9~9.5級)經各種濕度預熱同時以各種發生量鍛壓發生后,再經規格熱辦理(固溶濕度965℃,1h),其金屬材質晶粒大小度的變動見表4-1。
4.3.3.3鍛件方法準則相關規定,普通的鍛件均勻晶體度度為四級,禁止部分2級,高韌性鍛件均勻晶體度度為8級,禁止部分2級;直觀時間鍛件均勻晶體度度應以10級或更細。
4.3.4單獨時長的鍛件在600~700℃時長500h后,進行析出相規模的變換見表4-2。
表4-1[19]
鍛壓高溫溫/℃ | 如下膨脹成度的金屬材質晶粒度/級 | 鍛壓高溫溫度/℃ | 左右變彎程度較的晶體度/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]
有效期規定 | 沉淀相個數/% | ||
θ/℃ | t/h | δ-Ni3Nb+MC | γ"-Ni3Nb, γ′-Ni3(Al,Ti,Nb) |
會有效期心態 | 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壓合功能
5.1.1因GH4169各種合金材料中鈮純度高,各種合金材料中的鈮偏析系數與冶金行業加工立即涉及。電渣重熔和正空電弧放電鍛煉的鍛煉的速度和電棒的安全性能情況下立即不良影響布料材質的優勢與劣勢。熔速快,易建成富鈮的黑斑;熔速慢,會建成貧鈮的癲癇;電棒表皮安全性能差和電棒內部有龜裂,均易使得癲癇的建成,故此,上升電棒安全性能和操作熔速及上升鋼錠的干固濃度是冶煉加工的關鍵性影響因素。為解決鋼錠中的的元素偏析過量,迄今為止分為的鋼錠內直徑往往并不不超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經平滑化外理的碳素鋼含有積極的熱新工藝特點,鋼錠的開坯電加熱工作平均濕度不得當超過了1120℃。鍛件的熔煉新工藝應按照鍛件運用運行和APP必須要,聯系制作廠的制作方式而定。開坯和制作鍛件是,里頭降溫工作平均濕度和終鍛工作平均濕度必須要按照零配件所必須要的公司方式和特點來確定好,正常事情下,熔煉的終鍛工作平均濕度管理在930~950℃相互為宜。各個鍛件的熔煉工作平均濕度和和變形的情況見表5-1。
表5-1[17]
鑄造分類 | 次鍛鑄 | 第二點次鍛鑄 | 第四次鍛打 | |||
加溫的溫度/℃ | 形變量/% | 加水室溫/℃ | 開裂量/% | 采暖器溫差/℃ | 形變量/% | |
常見的 鍛造 隨時法定期限 | 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與木板材冷軋制業內的耐腐蝕性見表5-2。
5.1.4鍛件的易變型成度、終鍛攝氏度和晶粒大小長寬之間的影響見圖5-1。
5.1.5合金鋼動態展示再析出見圖5-2。
5.1.6打著機樹葉模鍛件由頂鍛和終鍛二道工藝流程模鍛而成,不同的的鍛造加工供暖溫度表對樹葉的影響力見表5-3,以1020℃頂鍛和終鍛的樹葉組織結構功效為。
5.1.7合金材料在溫度高下的發生抗力弧線見圖5-3。
5.2氬弧焊效能鎂合金還具有滿足的氬弧焊效能,可以氬弧焊、網上束焊、縫焊、碰焊等手段來氬弧焊。
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
熔練制作工藝 | 板厚/mm | 情況 | 杯突深層/mm | 致使反復彎曲變形頻率 | 限深沖因子 |
真空度感應器加電渣 | 1.5 | 950℃固溶 | 11.5 | 17.5 | 1.96 |
表5-3[19]
鑄造加溫攝氏度/℃ | 20℃拉伸形變性能參數 | 650℃拉長耐腐蝕性 | 650℃,690MPa牢固使用性能 | ||||||||
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 |
5.3零配件熱操作新工藝航空航天零配件的熱操作經常按1.5條中規定的Ⅱ、Ⅲ四種體系,即規格熱操作體系和簡單時限熱操作體系參與。有技藝保證的要求下,也可用體系熱操作。按規格體系熱操作時,固溶操作可在950~980℃規模內,在全選的室溫?10℃下參與。
5.4接觸面操作生產技術這個必要時可對所需要的零部件接觸面的局面開展噴丸升級、孔摩擦升級或管螺紋滾壓升級步驟,使所需要的零部件在交變荷載條件下作業的年限呈幾何持續增長。
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銑削工作與銑削效能合金材料可放心地確定銑削工作。
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
室內溫度/℃ | 抗壓的強度的強度σb/MPa | 示弱撓度σP0.2/MPa | 受力率/% | 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
表6-2—鍛件(短橫向實驗)的低溫性能
表6-2
濕度/℃ | 抗拉構造構造σb/MPa | 妥協力度σP0.2/MPa | 長度率/% | 抽縮率/% |
980℃?5℃固溶滲碳,油冷 720℃?5℃,8H沉淀物軟化,爐冷至620℃?5℃保溫 到總期限事件超過18幾小時 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 |
室溫/℃ | 拉伸抗拉強度抗拉強度σb/MPa | 屈從抗拉強度σP0.2/MPa | 拉伸應變率/% | 做收縮率/% |
1065℃?5℃,45min,水冷散熱 760℃?5℃,10每小時沉淀物中通戶,爐冷至650℃?5℃恒溫 到總限期時刻達到20小的時候 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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