一、概述
GH4169合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金,在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性,能够制造各种形状复杂的零部件,在宇航、核能、石油工业中,在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。 该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感,掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系,可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程,就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。
1.1 GH4169 材料牌号 GH169
1.2 GH4169 相近牌号 Inconel 718(美国),NC19FeNb(法 国)
1.3 GH4169 材料的技术标准
GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
HB 6702-1993 《WZ8系列用Gp169合金棒材》
GJB 3165 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》
GJB 1952 《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GJB 1953《 航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》
GJB 2612 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3317《 航空用高温合金热轧板材规范》
GJB 2297 《航空用高温合金冷拔(轧)无缝管规范》
GJB 3020 《航空用高温合金环坯规范》
GJB 3167 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3318 《航空用高温合金冷轧带材规范》
GJB 2611《 航空用高温合金冷拉棒材规范》
YB/T5247 《焊接用高温合金冷拉丝》
YB/T5249 《冷镦用高温合金冷拉丝》
YB/T5245 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》
GB/T14993《 转动部件用高温合金热轧棒材》
GB/T14994 《高温合金冷拉棒材》
GB/T14995 《高温合金热轧板》
GB/T14996 《高温合金冷轧薄板》
GB/T14997 《高温合金锻制圆饼》
GB/T14998 《高温合金坯件毛坏》
GB/T14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》
HB 5199《 航空用高温合金冷轧薄板》
HB 5198 《航空叶片用变形高温合金棒材》
HB 5189 《航空叶片用变形高温合金棒材》
HB 6072 《WZ8系列用GH4169合金棒材》
1.4 GH4169 化学成分 该合金的化学成分分为3类:标准成分、优质成分、高纯成分,见表1-1。优质成分的在标准成分的基础上降碳增铌,从而减少碳化铌的数量,减少疲劳源和增加强化相的数量,提高抗疲劳性能和材料强度。同时减少有害杂质和气体含量。高纯成分是在优质标准基础上降低硫和有害杂质的含量,提高材料纯度和综合性能。
核能应用的GH4169合金,需控制硼含量(其他元素成分不变),具体含量由供需双方协商确定。当ω(B)≤0.002%时,为与宇航工业用的GH4169合金加以区别,合金牌号为GH4169A。
1.5 GH4169 热处理制度 合金具有不同的热处理制度,以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和数量,从而获得不同级别的力学性能。合金热处理制度分3类:
Ⅰ:(1010~1065)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h 炉冷至620℃±5℃,8h,空冷。
经此制度处理的材料晶粒粗化,晶界和晶内均无δ相,存在缺口敏感性,但对提高冲击性能和抵抗低温氢脆有利。
Ⅱ:(950~980)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h 炉冷至620℃±5℃,8h,空冷。
经此制度处理的材料有δ相,有利于消除缺口敏感性,是最常用的热处理制度,也称为标准热处理制度。
Ⅲ:720℃±5℃,8h,以50℃/h炉冷至620℃±5℃,8h,空冷。
经此制度处理后,材料中的δ相较少,能提高材料的强度和冲击性能。该制度也称为直接时效热处理制度。
1.6 GH4169 品种规格和供应状态 可以供应模锻件(盘、整体锻件)、饼、环、棒(锻棒、轧棒、冷拉棒)、板、丝、带、管、不同形状和尺寸的紧固件、弹性元件等、交货状态由供需双方商定。丝材以商定的交货状态成盘状交货。
1.7 GH4169 熔炼和铸造工艺 合金的冶炼工艺分为3类:真空感应加电渣重熔;真空感应加真空电弧重熔;真空感应加电渣重熔加真空电弧重熔。可根据零件的使用要求,选择所需的冶炼工艺,满足应用要求。
1.8 GH4169 应用概况与特殊要求 制造航空和航天发动机中的各种静止件和转动件,如盘、环件、机匣、轴、叶片、紧固件、弹性元件、燃气导管、密封元件等和焊接结构件;制造核能工业应用的各种弹性元件和格架;制造石油和化工领域应用的零件及其他零件。
近年来,在对该合金研究不断深化和对该合金应用不断扩大的基础上,为提高质量和降低成本,发展了很多新工艺:真空电弧重熔是采用氦气冷却工艺,有效减轻铌偏析;采用喷射成型工艺,生产环件,降低生产成本和缩短生产周期;采用超塑成型工艺,扩大产品的生产范围。
二、GH4169 物理及化学性能
2.1 GH4169 热性能
2.1.1 GH4169 熔化温度范围 1260~1320℃。
2.1.2 GH4169 热导率 见表2-1。
4.3 合金组织结构
4.3.1 合金标准热处理状态的组织由γ基体、γ′、γ"、δ、NbC相组成。γ"(Ni3Nb)相是主要强化相,为体心四方有序结构的亚稳定相,呈圆盘状在基体中弥散共格析出,在长期时效或长期应用期间,有向δ相转变的趋势,使强度下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的数量次于γ"相,呈球状弥散析出,对合金起一部分强化作用。δ相主要在晶界析出,其形貌与锻造期间的终锻温度有关,终锻温度在900℃,形成针状,在晶界和晶内析出;终锻温度达930℃,δ相呈颗粒状,均匀分布;终锻温度达950℃,δ相呈短棒状,分布于晶界为主;终锻温度达980℃,在晶界析出少量针状δ相,锻件出现持久缺口敏感性。终锻温度达到1020℃或更高,锻件中无δ相析出,晶粒随之粗化,锻件有持久缺口敏感性。锻造过程中,δ相在晶界析出,能起到钉扎作用,阻碍晶粒粗化。
4.3.2 L相是变形GH4169合金中不允许存在的相,该相富铌,存在于铸锭枝晶间,降低铸锭初熔点,铸锭中L相固溶温度和均匀化时间的关系见图4-2。
4.3.3 晶粒度
4.3.3.1 合金在高温固熔(保温2h)时的晶粒长大倾向见图4-3。
4.3.3.2 棒材(原始晶粒9~9.5级)经不同温度加热并以不同变形量锻造变形后,再经过标准热处理(固溶温度965℃,1h),其晶粒度的变化见表4-1。
4.3.3.3 锻件技术标准规定,普通锻件平均晶粒度为4级,允许个别2级,高强锻件平均晶粒度为8级,允许个别2级;直接时效锻件平均晶粒度应为10级或更细。
4.3.4 直接时效的锻件在600~700℃长期时效500h后,析出相数量的变化见表4-2。
五、GH4169工艺性能与要求
5.1 成型性能
5.1.1 因GH4169合金中铌含量高,合金中的铌偏析程度与冶金工艺直接相关。电渣重熔和真空电弧熔炼的熔炼速度和电极棒的质量状态直接影响材质的优劣。熔速快,易形成富铌的黑斑;熔速慢,会形成贫铌的白斑;电极棒表面质量差和电极棒内部有裂纹,均易导致白斑的形成,所以,提高电极棒质量和控制熔速及提高钢锭的凝固速率是冶炼工艺的关键因素。为避免钢锭中的元素偏析过重,至今采用的钢锭直径不大于508mm。
均匀化工艺必须确保钢锭中的L相完全熔解。钢锭两阶段均匀化和中间坯二次均匀化处理的时间,根据钢锭和中间坯的直径而定。均匀化工艺的控制与材料中的铌偏析程度直接相关。
目前生产中采用的1160℃,20h±1180℃,44h的均匀化工艺,尚不足以消除钢锭中心的偏析,因此建议采用以下均匀化工艺:
1. 1150~1160℃,20~30h+1180~1190℃,110~130h;
2. 1160℃,24h+1200℃,70h[20]。
5.1.2 经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。锻件的锻造工艺应根据锻件使用状况和应用要求,结合生产厂的生产条件而定。开坯和生产锻件是,中间退火温度和终锻温度必须根据零件所要求的组织状态和性能来确定,一般情况下,锻造的终锻温度控制在930~950℃之间为宜。各类锻件的锻造温度和变形程度见表5-1。
5.1.3 与板材冷成形有关的性能见表5-2。
5.1.4 锻件的变形程度、终锻温度和晶粒尺寸之间的关系见图5-1。
5.1.5 合金动态再结晶见图5-2。
5.1.6 发动机叶片模锻件由顶锻和终锻二道工序模锻而成,不同的锻造加热温度对叶片综合性能的影响见表5-3,以1020℃顶锻和终锻的叶片组织性能为最佳。
5.1.7 合金在高温下的变形抗力曲线见图5-3。
5.2 焊接性能 合金具有满意的焊接性能,可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。
对直接时效状态的零部件,推荐采用惯性摩擦焊以保持其强化效果,选用合适的摩擦焊工艺参数,在保留细晶组织的同时,焊缝边缘及热影响区还可以保留强化相γ′和γ"以及δ相,因此对接头性能无明显影响,对直接时效的锻件,可在锻造状态进行摩擦焊,焊后再进行直接时效处理(制度Ⅲ),可获得持久强度很高的焊接接头[21]。
5.3 零件热处理工艺 航空零件的热处理通常按1.5条规定的Ⅱ、Ⅲ两种制度,即标准热处理制度和直接时效热处理制度进行。再有技术依据的条件下,也可采用其他制度热处理。按标准制度热处理时,固溶处理可在950~980℃范围内,在选定的温度±10℃下进行。
5.4 表面处理工艺 必要时可对零件表面局面进行喷丸强化、孔挤压强化或螺纹滚压强化工序,使零件在交变载荷条件下工作的寿命成倍增长。
对要求喷涂耐磨封严涂层的零件,可采用等离子喷涂或爆炸喷涂工艺,以爆炸喷涂为佳,爆炸喷涂涂层与基体结合强度高,涂层致密、硬度高、孔隙率低,耐磨性好。
5.5 切削加工与磨削性能 合金可满意地进行切削加工。
机械加工时必须确保圆弧达到设计要求和平滑过渡,不允许在机械加工、装配或运输中出现尖角、坑与划伤缺口,因为在这些缺陷出,可形成过量的应力集中,在使用中会导致严重事故的发生。
六、GH4169(GH169) 低温抗拉及屈服性能(含热处理工艺)
表6-1—温度对热轧棒材的拉伸性能影响
GH4169是Ni-Cr-Fe基沉淀硬化型变形高温合金,长时使用温度范围-253°C〜650°C ,短时使用温度 可达800°C。合金在650°C以下强度较高,具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化和耐腐蚀性能,以及良好的 加工性能、焊接性能和长期组织稳定性。MOJU适于制作航空、航天、核能和石化工业中的涡轮盘、环件、叶片、 轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等,主要产品有热轧和锻制棒材、冷拉棒、板材和带材、丝材、管 材、环形件和锻件等。
合金从成分上分为普通和优质两大类,优质GH4169合金的碳、铌、硫和气体含量的控制更严格,墨钜主要用于制造各类转动零件;从制作工艺分为标准、高强和直接时效三大类,其中高强和直接时效工艺用于优质GH4169合金锻件,热变形温度依次降低,锻件的平均晶粒度依次细化,强度则依次升高,可以满足航空 发动机中不同转动零件的应用要求。
1. 2 应用概况及特性
合金已用于制作航空发动机涡轮盘、环件、机匣、轴、叶片、紧固件、弹性元件、燃气导管、密封元件和焊墨钜接结构件等;制作液氢、液氧火箭发动机中的涡轮转子等部件;制作核能工业应用的各种弹性元件和格架; 制造石油和化工领域应用的多种零件。批产和使用情况良好。
合金在真空自耗重熔时可采用氮气冷却工艺,可有效地减轻铌元素偏析;采用喷射成型工艺,生产环件,可降低生产成本和缩短生产周期;采用超塑成形工艺,可扩大产品的生产范围。
1.3 材料牌号
GH4169(GH169)。
1. 4 相近牌号
Inconel 718(美),NC19FeNb(法)。
1. 5 材料技术标准
GB/T 14992高温合金和墨.钜金属间化合物高温材料的分类和牌号
GJB2611A航空用高温合金冷拉棒材规范
GJB 2612焊接用高温合金冷拉丝材规范
GJB3318A航空用高温合金冷轧带材规范
GJB 3527弹簧用高温合金冷拉丝材规范
GJB 5280航空发动机用高温合金盘形锻件规范
GJB 5301航空发动机用髙温合金环形件规范
GJB 712A航天用GH4169高温合金锻制圆饼规范
HB/Z 140航空用高温合金热处理工艺
Q/5B 4040优质GH4169合金锻件
Q/3B 4048(Q/5B 4029、抚高新13、协上五高22X3S280)优质GH4169合金棒材
Q/3B 4056(Q/5B 4009、抚高新11、协上五高24)高强GH4169合金压气机盘锻件
Q/3B 4054(RJTO10、抚高新10、协上五高23)直接时效GH4169合金压气机盘、涡轮盘锻件
Q/3B 4050(Q/5B 4037、抚高新9、协上五高32) GH4169合金厚板、薄板和带材
Q/3B 4052 GH4169合金毛细管材
1. 6 冶炼工艺
采用真空感应炉+电渣重熔、或真空感应炉+真空自耗重熔、或真空感应炉+电渣重熔+真空自耗重 熔、或真空感应炉+真空自耗重熔+电渣重熔熔炼工艺。
1.7 化学成分
摘自GB/T 14992和文献[14],见表1-1。
表1-1
注:核能应用时功(B)ω0.002%。
1. 8 热处理制度
摘自HB/Z 140、GJB712A、GJB 5301、Q/3B 4052和Q/3B 4054,分标准热处理和直接时效处理两种。
1.8. 1 标准热处理
盘形锻件、环形件,(950~980)°C ±10°C * lh/OQ(或 AC、或 WQ)+720°C ± 10°C *8h/FC(50°C ± 10°C/h)→620°C ± 10°C *8h/AC,HB 461 〜341;
航天用锻制圆饼,墨.钜(950〜1010)°C ±10°C * lh/AC+720°C ± 10°C * 8h/FC(50°C/h)→620r ± 10°C *8h/AC(或 FC);
丝材,955°C ± 10°C * lh/AC+720°C ±10°C * 8h/FC(50°C ± 10°C/h) →62O°C ±5°C * (7〜8)h/AC,HRCN32;
棒材和锻件,(950〜980)°C ± 10°C*lh/AC + 720°C ±5°C *8h/FC(50t±10°C/h)→ 620°C ±5°C *8h/AC,HB 法346;
板材、焊接件:
制度 I :(940〜96O)°C/AC+(71O〜730)°C*(8〜8. 5)h/FC(50°C 土 10°C/h) →(615〜620)P * (8〜
8. 5)h/AC,其中固溶保温时间:S(d)W3mm,(25~30)min;3(a)3mm~5mm,(30〜35)min;
制度 II :中间退火,(940~960)°C * (15~20)min/AC;
管材,955°C ± 10°C * 30min/AC(或风冷)+720°C ± 10°C * 8h/FC(50°C ± 10°C/h)→620°C ± 10°C , 使总保温时间不少于18h,空冷或风冷。
1.8.2 直接时效处理
盘形锻件直接时效制度:720°C + 10°C *8h/FC(50°C± 10°C/h)→620°C + 10°C *8h/AC。
1. 9 品种规格与供应状态
1. 9. 1 主要规格
D15mm~100mm热轧棒材;d 100mm〜350mm锻制棒材;D8mm~45mm的圆形冷拉棒材(≤25mm 圆形冷拉棒材,8%〜12%或12%〜30%的冷拉变形),边长8mm〜30mm方形冷拉棒材;d0. 2mm〜8mm 冷拉丝材;弹簧用冷拉丝A类,d≤6mm(50%〜60%冷拉变形量),d>6mm(30%以上冷拉变形量)。B类 d≤0. 65mm(15%冷拉变形量),(>0. 65mm(冷拉变形量不限);厚4. 00mm~14. 00mm热轧板材渣0. 50mm ~4. 00mm冷轧薄板;厚0. 10mm~0. 80mm冷轧带材;d≤5mm,壁厚≤0.5mm,长度≥0. 5m管材;各种规格的锻制圆饼、环件、模锻件(盘、整体锻件)。
1.9.2 供应状态
热轧和锻制棒材不经热处理.经车光或磨光后供应;冷拉棒材以冷拉+磨光、或冷拉+固溶+磨光后 供应;丝材以冷拉或固溶,墨.钜经去除氧化皮后供应;弹簧用冷拉丝经光亮固溶后直条或盘状供应;管材A类 经冷拔+固溶+除氧化皮、或冷拔+光亮固溶后供应,管材B类以冷拔状态供应;带材经光亮固溶+切边
后成卷供应;冷轧薄板经固溶+碱酸洗+平整+矫直+切边后供应;热轧板材经固溶+碱酸洗+平整+切 边后供应;盘锻件以锻态+除氧化皮、或经标准热处理+粗加工后供应;环形件一般不经热处理供应。
2物理、弹性和化学性能
2. 1 熔化温度范围1260°C~1320°C。
2.2 相变点
2.3 热导率(表2-1)
2.4 电阻率
2.5 热扩散率
2.6 比热容(表2-2)
2. 7 线膨胀系数(表2-3)
2.8 密度p=8. 24g/cm3。
2.9 磁性能
合金墨.钜无磁性。
2. 10 弹性性能(表2-4)
GH4169特性及应用领域概述(勃西曼特钢摘录):
该合金在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件,在宇航、核能、石油工业及挤压模具中,在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
GH4169相近牌号:
GH169、Inconel 718、UNS NO7718(美国)、NC19FeNb(法国)、W.Nr.2.4668(德国)
GH4169其他军标标准:
GJB 2611A 航空用高温合金冷拉棒材规范
GJB 2612 焊接用高温合金冷拉丝材规范
GJB3318A 航空用高温合金冷轧带材规范
GJB 3527 弹簧用高温合金冷拉丝材规范
GJB 5280 航空发动机用高温合金盘形锻件规范
GJB 5301 航空发动机用高温合金环形件规范
GJB 712A 航天用GH4169高温合金锻制圆饼规范
HB/Z 140 航空用高温合金热处理工艺
Q/5B 4040优质GH4169合金锻件
Q/3B 4048 (Q/5B 4029、抚高新13、协上五高22、C3S280)优质GH4169合金棒材
Q/3B 4056 (Q/5B 4009、抚高新11、协上五高24)高强GH4169合金压气机盘锻件
Q/3B 4054 (RJTO-10、抚高新10、协上五高23)直接时效GH4169合金压气机盘、涡轮盘锻件
Q/3B 4050 (Q/5B 4037、抚高新9、协上五高32) GH4169合金厚板、薄板和带材
Q/3B 4052 GH4169 合金毛细管材
GH4169热处理制度:
摘自HB/Z 140、GJB 712A、GJB 5301、Q/3B 4052 和Q/3B 4054,分标准热处理和直接时效处理两种。
标准热处理
a)盘形锻件、环形件,(950~980)℃+10℃X1h/OQ(或AC、或 WQ)+720℃土10℃X8h/FC(50℃士10℃/h)→620℃+10℃X8h/AC, HB 461~341;
b)航天用锻制圆饼,(950~1010)℃士10℃X1h/AC+720℃+10℃ X8h/FC(50℃/h)→620℃+10℃X8h/AC(或 FC);
c)丝材,955℃士10℃ × 1h/AC+720℃ 士10℃ ×8h/FC(50℃ 士10℃/h)→620℃士5℃X(7~8) h/ AC ,HRC≥ 32
d)棒材和锻件,(950~980)℃士10℃X1h/AC+720℃+5℃ X 8h/FC(50℃士10℃/h)→620℃士5℃X8h / AC, HB ≥346;
e)板材、焊接件:
制度I:(940~960)℃/AC+(710~730)℃X(8~8.5)h/FC(50℃士10℃/h)→(615~620)℃X(8~8.5)h/AC,其中固溶保温时间: δ (d)≤3mm, (25~30) min; δ(d)3mm~5mm, (30~35) min;
制度I:中间退火,(940~960)℃X(15~20)min/AC;
f)管材,955℃士10℃ X30min/AC(或风冷)+720℃士10℃X8h/FC(50℃土10℃/h)→620℃士10℃,使总保温时间不少于18h,空冷或风冷。
直接时效处理
盘形锻件直接时效制度:720℃土10℃X8h/FC(50℃士10℃/h)→620℃士10℃X8h/AC。
GH4169 金相组织结构:
该合金标准热处理状态的组织由γ基体γ'、γ'、δ、NbC相组成。
GH4169工艺性能与要求:
1、因GH4169合金中铌含量高,合金中的铌偏析程度与冶金工艺直接有关。
2、为避免钢锭中的元素偏析过重,采用的钢锭直径不大于508mm。
3、经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。
4、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
5、合金具有满意的焊接性能,可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。
GH4169主要规格:
GH4169无缝管、GH4169钢板GH4169、圆钢、GH4169锻件、GH4169法兰、GH4169圆环、GH4169焊管、GH4169钢带、GH4169直条、GH4169丝材及配套焊材、GH4169圆饼、GH4169扁钢、GH4169六角棒、GH4169大小头、GH4169弯头、GH4169三通、GH4169加工件、GH4169螺栓螺母、GH4169紧固件。
GH4169的概述如下:
GH4169合金是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金,在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性。供货状态可以是固溶处理或沉淀硬化态。
应用领域
由于在700℃时具有高温强度和优秀的耐腐蚀性能、易加工性,可广泛应用于各种高要求的场合。●汽轮机●液体燃料火箭
●低温工程
●酸性环境
●核工程
相近牌号
GH4169、GH169(中国)、NC19FeNb(法国)、NiCr19Fe19Nb5Mo3(德国)、NA 51(英国)Inconel718、UNS NO7718(美国) NiCr19Nb5Mo3(ISO)
物理性能密度
密度ρ=8.24g/cm3
熔化温度范围
熔化温度范围1260~1320℃
加工和热处理
GH4169合金在机械加工领域属难加工材料。
预热
工件在加热之前和加热过程中都必须进行表面清理,保持表面清洁。若加热环境含有硫、磷、铅或其他低熔点金属,Inconel718合金将变脆。杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低,如液化气和天然气的杂质含量要低于0.1%,城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3,石油气的硫含量低于0.5%是理想的。
加热的电炉最好要具有较精确的控温能力,炉气必须为中性或弱碱性,应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。
热加工
GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃,冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式,热加工后应及时退火以保证得到最佳的性能。热加工时材料应加热到加工温度的上限,为了保证加工时的塑性,变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
冷加工
冷加工应在固溶处理后进行,GH4169的加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此加工设备应作相应调整,并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
热处理
不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的材料性能。由于γ”相的扩散速率较低,所以通过长时间的时效处理能使GH4169合金获得最佳的机械性能。
打磨
在Inconel718工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除,需要用细砂带打磨,在硝酸和氢氟酸的混合酸中酸洗之前,也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。
机加工
GH4169的机加工需在固溶处理后进行,要考虑到材料的加工硬化性,与奥氏体不锈钢不同的是, GH4169适合采用低表面切削速度。
焊接
沉淀硬化型的GH4169合金很适合于焊接,无焊后开裂倾向。适焊性、易加工性、高强度是这种材料的几大优点。
GH4169适合于电弧焊、等离子焊等。在焊接前,材料表面要洁净、无油污、无粉笔记号等,焊缝周围25mm 范围内要打磨露出光亮的金属。
一、GH4169介绍:
GH4169是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,长期使用温度范围-253~650℃,短期使用温度在800℃,在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐氧化耐腐蚀性。以及良好的加工性能和焊接性能和长期组织稳定性。
GH4169合金已用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等,制作石油化工中应用的多种零件,可批量生产且使用性况良好。合金在真空自耗重熔时可采用氦气冷却工艺,可有效减轻铌元素偏析,采用喷射成形工艺生产环件,可降低成本和周期,采用超塑成形可扩大生产范围。 适用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等,主要有棒、板、管、带、丝、等。
三、GH4169相近牌号:
高温新名称高温旧名称耐蚀新名称耐蚀旧名称国标牌号GH4169GH169日本JIS美标ASTM美 标UNS、SAE德标DIN欧洲ENinconel 718N077182.4668
四、GH4169化学成分:
碳C铬Cr镍Ni镁Mg钼Mo铁Fe≤0.0817.0~21.050~55≤0.012.8~3.30余量铌Nb硼B硫S锰Mn硅Si磷P4.75~5.50≤0.006≤0.015≤0.35≤0.35≤0.015铜Cu钛Ti:铝Al钒 V钨W钴Co≤0.300.65~1.150.20~0.8≤~≤1.00
五、GH4169材质规格:
热扎棒10~100mm,锻制棒:100mm~350mm,冷扎薄板0.05mm-4.0mm,热扎板:4mm~14mm,带2mm-10mm,各尺寸规格锻件环件,库存个别牌号不定尺。
六、GH4169物理性能:
密度g/cm�0�6磁性热导率/w/(m.k)300~900℃电阻率℃)/(Ω.mm2/m)100-800℃比热容℃)/kg/(kg.k)℃100~600℃线胀系数/(10-6/k)20~800℃8.24无13.4~30.4~0.4814~0.7079.1~18.7温度0/℃硬度HBS450~346
七、GH4169力学性能:
品种热处理温度0/°C拉伸强度∑b\MPa≥延伸率A/%≥断面收缩Z/%≥热扎棒标准热处理20≥1270≥12≥15650≥1000≥12≥18冷扎板标准热处理20≤895≥40
八、GH4169加工处理和焊接性能:
合金具有满意焊接性能,可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方式进行焊接。对直接时效的零部件,可在锻造状态进行惯性摩擦焊,焊后在进行直接时效处理,可获得持久强度很高的接头。 作