GH4099概述
镍基高温合金GH4099具有耐疲劳、耐高温、耐腐 蚀性、良好的抗氧化性以及断裂韧性,可在900℃以下稳定工作,被用于航空发动机燃烧室和加力燃烧室等高温板结构件。
GH4099化学成分
GH4099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
GJB 1952A 航空用高温合金冷轧薄板规范
HB 5332 GH99 合金冷轧薄板
HB 5333 航空用HGH99合金焊丝技术条件
HB/Z 140 航空用高温合金热处理工艺
QJ/DT 0160018 航空发动机用GH99合金热轧棒材技术条件
QJ/DT 0160020 航空发动机用GH99合金热轧棒材技术条件
QJ/DT 0160021 地面燃机用大规格GH99合金棒材技术条件
GH4099技术标准规定的性能
GH4099镍铬钴高温合金技术标准规定的性能 | ||||||||||
标准号 | 品种/mm | 热处理 | θ/℃ | 拉伸性能 | 持久性能 | HV | 晶粒度/级 | |||
σb/Mpa | δ5/% | σ/Mpa | τ/h | δ5/% | ||||||
≥ | ≥ | |||||||||
GJB 1952A HB 5332 |
0.8-4.0 冷轧板 | 供应状态 | 20 | ≤1130 | 35 | — | — | — | ≤300 | 4级或更细 |
900 | 375 | 15 | 110 | 23 | 6 | — | — | |||
98 | 30 | 10 | — | — | ||||||
供应状态 +900℃×5h/AC |
900 | 295 | 23 | — | — | — | — | — | ||
标准号 | 品种 | 热处理 | θ/℃ | 拉伸性能 | 持久性能 | |||||
σb/Mpa | σp0.2/Mpa | δ5/% | ψ/% | σ/Mpa | τ/h | δ5/% | ||||
≥ | ≥ | |||||||||
QJ/DT 0160018 | 热轧棒 | (1080-1120)℃×1h/AC | 20 | 930 | 一 | 32 | ||||
QJ/DT 0160020 | 热轧棒 | 1090℃±10℃×2h/AC | 20 | 930 | 520 | 32 | 37 | — | — | — |
+900℃±10℃×5h/AC | 900 | 315 | — | 30 | 45 | 98 | 50 | — | ||
QJ/DT 0160020 | 热轧棒 | 1000℃±15℃×4h/AC | 20 | 1030 | 665 | 25 | 30 | — | — | |
+700℃±10℃×16/AC | 900 | 345 | — | 28 | 43 | 98 | 50 | — | ||
QJ/DT 0160021 | 大规格 | 1130℃±10℃×(30-40)min/AC | 20 | 980 | 实测 | 15 | 实测 | — | ||
锻棒 | +900℃±10℃×4h/AC | 900 | 637 | 实测 | 10 | 实测 | 284 | 50 |
固溶温度对GH4099影响
(1)随固溶温度的升高,合金的平均晶粒尺寸长大,并且析出物也有一定的长大趋势,数量相对减少。
(2)在1060-1120℃内,固溶温度对GH4099合金室温拉伸强度和塑性影响不大,高温拉伸强度和塑性、持久时间均随着固溶温度的提高而提高。
GH4099制备工艺
GH4099合金一般采用真空感应炉熔炼(vacu-um induction melting,VIM)加电渣重熔(electroslag remelting,ESR)或真空自耗电弧重熔(vacuum arc remelting,VAR)的双联工艺进行冶炼,对于冶炼质量要求更高的大铸锭GH4099合金,则采用VIM+ESR+VAR的三联冶炼工艺。该冶炼工艺路线 的选择可以获得纯净度高、组织致密、成分均匀、表面光滑的铸锭,从而为获得性能优异的成品合金奠定基础。通过热锻或热轧的方式将铸锭加工成板 坯或棒材,之后对其进行固溶处理。固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ'相等以得到均匀的过饱和固溶体,便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ'等强化相,同时消除由于冷热加工产生的应力,使合金发生再结晶。其次,固溶处理是为了获得适宜的晶粒度,以保证合金高温抗蠕变性能。固溶处理之后再对GH4099板坯或棒材进行时效处理以获得成品材料。时效硬化型高温合金经固溶处理获得固溶体和一定的晶粒尺寸后必须经时效处理以得到合适的晶内和晶界强化相数量、形态和分布,并获得所需的强度和适当的性能组合。对每个合金来说都存在一个时效析出的峰值温度,该温度范围一般比较窄。也有一些研究人员对热轧后的GH4099合金进行冷加工,但GH4099高温合金的冷作硬化能力很强,变形抗力非常大,导致其冷成形比较困难,因此冷轧产品也必须要进行固溶处理和时效处理,最终获得可以供货使用的GH4099合金产品。
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