GH2909概述
GH2909是Fe-Ni-Co基沉淀硬化型变形高温合金,使用温度在650℃以下。合金具有高强度、高冷热疲劳抗力、低膨胀系数和恒弹性模量,以及良好的热加工塑性、冷成形和焊接性能。主要产品有棒材、丝材、板带材和环形件等。
GH2909应用概况及特性
合金已用于制作涡轮发动机用环形零部件,如高压压气机后机匣、承力环、隔热环、燃烧室封严环、蜂窝座和涡轮外环等;火箭发动机推力燃烧室、排气导管和集流箱等。还推广应用到制作枪管、炮用部件、玻璃-金属封接材料、量具模具和高压氢气环境用构件等。
由于此类合金热膨胀系数低,且随温度的变化率小,在很宽的温变循环中可有效地控制发动机动部件和静部件的间隙大小,减少燃气损失,节能降耗,提高发动机效率,延长零部件寿命。在应用时,合金表面可进行喷丸处理,以提高合金的旋转弯曲高周疲劳强度。
GH2909材料技术标准
GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
Q/6S 1406 低膨胀GH909合金棒材、圆饼和环形件
Q/GYB 05036 GH2909合金棒材和环形件
Q/GYB 05069 焊接用HGH2909合金冷拉丝材
Q/GYB 05072 GH2909低膨胀合金冷乳薄板与带材
GH2909化学成分
GH2909热处理制度
摘自 Q/6S 1406、Q/GYB 05036 和Q/GYB 05072,标准热处理制度有三种:
制度Ⅰ:用于棒材、锻件和环形件,(965-1010)℃±15℃/AC+980℃±15℃×(1±0.25)h/AC+720℃±10℃×(8±0.5)h/FC(55℃/h)→620℃±10℃×(8±0.5)h/AC。
制度Ⅱ:用于短时时效棒材、锻件和环形件,(965-1010)℃± 15℃/AC+980℃±15℃×(1±0.25)h/AC+745℃±10℃×(4±0.5)h/FC(55℃/h)→620℃±10°C×(4±0.5)h/AC。
制度Ⅲ:用于冷轧板和带材,980℃±15℃/AC+980℃±15℃/AC+745℃±10℃×(4±0.5)h//FC(55℃/h)→620℃±10℃×(4±0.5)h/AC。
其中固溶处理保温时间根据产品截面厚度而定。
GH2909技术标准规定的性能
GH2909铁镍钴基高温合金技术标准规定的性能 | |||||||||||||
标准号 | 品种/mm | 热处理 | 拉伸性能 | 持久性能 | |||||||||
θ/℃ | σb/Mpa | σp0.2/Mpa | δ5/% | ψ/% | θ/℃ | σ/Mpa | τ/h | δ5/% | τH/h | ||||
≥ | ≥ | ||||||||||||
Q/6S 1406 Q/GYB 05036 |
棒材、圆饼 环形件 |
制度Ⅰ | 20 | 1207 | 965 | 8 | 12 | — | — | — | — | — | |
650 | 931 | 724 | 10 | 15 | 650 | 510 | 23 | 4 | τ | ||||
制度Ⅱ | 20 | 1172 | 862 | 10 | 15 | — | — | — | — | — | |||
650 | 896 | 655 | 10 | 20 | 540 | 827 | — | — | 60 | ||||
Q/GYB 05072 | 冷轧板带 | δ0.5-6.5 | 退火 | 20 | ≤965 | ≤552 | 30 | — | — | — | — | — | — |
制度Ⅲ | 20 | 1172 | 862 | 10 | — | — | — | — | — | — | |||
δ0.5-0.76 | 制度Ⅲ | 650 | 827 | 621 | 5 | — | 483 | 23 | — | — | — | ||
δ>0.76-6.5 | 650 | 827 | 621 | 8 | — | 483 | 23 | 4 | — | — |
GH2909高温合金热处理
(1) 锻态GH2909合金中的主要析出相是Laves相,存在块状和短棒状2种形态,晶界上无明显的相析出。Laves相在980℃固溶过程中逐渐发生部分回溶,两阶段固溶后短棒状Laves相基本消失。固溶后Laves相的形态和分布对冷速敏感。
(2) 标准热处理后GH2909合金部分晶界有颗粒状的G相呈断续排列,晶内盘片状ε相大量析 出,交叉排列呈现魏氏体组织。基体中有细小的γ′相,经过精确的化学测量确定 γ′相的结构式为 Ni2.26Fe0.16Co0.50Nb0.62Ti0.43Al0.02,析出量可达5.121%。
(3) GH2909合金中的Laves相、ε相、G相均为富Nb、富Si相,萃取相分析结果表明GH2909合金中30%左右Si元素在标准热处理富集于析出相中, GH2909合金的组织控制中应关注Si元素的作用。
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