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(GH4738/GH738)鎳基高溫合金材質(zhì)及合金性能

發(fā)布時間: 2022-10-27  點擊次數(shù): 500次

GH738


中國牌號:GH738鎳基高溫合金


美國牌號:Waspaloy


法國牌號:NC20K14


一、GH738鎳基高溫合金概述:


GH738是以γ′相沉淀硬化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能,工藝塑性良好,組織穩(wěn)定。廣泛用于航空發(fā)動機轉(zhuǎn)動部件,使用溫度不高于815℃??梢陨a(chǎn)冷軋和熱軋板材、管材、帶材、絲材和鍛件、鑄件、緊固件。


1、GH738材料牌號:GH738


2、GH738相近牌號:Waspaloy(美國),NC20K14(法國)


3、GH738材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):


4、GH738化學(xué)成分: 見表1-1。


表1-1 %

注:微量雜質(zhì)為ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。


5、GH738熱處理制度:1080℃±10℃,4h,空冷+840℃,24h,空冷+760℃,16h,空冷。


6、GH738品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài):可生產(chǎn)棒材、型材、鍛坯、環(huán)形件、厚板、薄板、帶材、管材、絲材、砂型鑄件、精密鑄件和緊固件等,通常不經(jīng)熱處理交貨,板材固溶處理后交貨。


7、GH738熔煉和鑄造工藝: 采用真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔工藝。


8、GH738應(yīng)用概況與特殊要求: 該合金在國外廣泛用于航空發(fā)動機和燃氣輪機,主要用作渦輪葉片及渦輪盤等轉(zhuǎn)動件,有成熟的使用經(jīng)驗。由于該合金含鈷較高,在國內(nèi)較少采用。


二、GH738物理及化學(xué)性能:


1、GH738熱性能:


(1)、GH738熔化溫度范圍:1330~1360℃。


(2)、GH738熱導(dǎo)率:見表2-1。


2、GH738密度:ρ=8.22g/cm3。


3、GH738電性能:


4、GH738磁性能:合金無磁性。


5、GH738化學(xué)性能:


(1)、GH738抗氧化性能:合金在空氣介質(zhì)中試驗100h后的氧化速率見表2-4。


(2)、GH738耐腐蝕性能:合金抗鹽霧腐蝕能力良好。

四、GH738組織結(jié)構(gòu):


1、GH738相變溫度:合金中γ′相的溶解溫度為980~1050℃,開始從基體中析出溫度為630℃,析出峰值溫度為800℃。合金中M23C6碳化物相的開始析出溫度為700℃,溶解溫度為1020℃。


2、GH738時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線:


3、GH738合金組織結(jié)構(gòu):


經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后,除奧氏體基體外,該合金經(jīng)650℃和730℃長期時效至3000h,γ′相的數(shù)量變化不明顯,分別約有3%和1%左右的補充析出,γ′相大小分別從146nm長大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6轉(zhuǎn)化,碳化物總量略有增加,從時效前占基體總量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在長期時效過程中無新相析出,組織穩(wěn)定。


五、GH738工藝性能與要求:


1、GH738成型性能:


(1)、GH738合金塑性圖見圖5-1。


(2)、GH738合金的再結(jié)晶圖見圖5-2。


(3)、GH738該合金熱加工塑性良好,是比較好成形的鎳基高溫合金。鍛造開坯加熱溫度1150~1170℃,適宜的熱加工溫度為1040~1170℃,終鍛溫度不低于1000℃。渦輪葉片鍛造溫度通常采用1070~1110℃范圍,模鍛最小變形量應(yīng)大于25%。應(yīng)避免在高溫(1180℃)下小變形量(約10%)熱加工,此時可能在晶界上形成連續(xù)的MC型碳化物薄膜,導(dǎo)致缺口敏感。在較低溫度下(980~1080℃)熱變形,晶界上很少形成MC碳化物薄膜,只有不連續(xù)的M23C6型碳化物,熱處理后可獲得均勻的4~5級晶粒度,綜合性能良好。


2、GH738零件熱處理工藝: 零件熱處理時應(yīng)注意防止零件表面元素貧化,加熱應(yīng)均勻。


3、GH738表面處理工藝: 該合金用做渦輪葉片和渦輪盤等轉(zhuǎn)動件時,為了提高疲勞性能,進行氬氣保護消除應(yīng)力退火,以及噴丸處理。為提高渦輪葉片耐燃氣腐蝕及熱疲勞性能,可進行擴散滲鋁處理。





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