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GH738
    發(fā)布時(shí)間: 2020-11-03 16:27    

 GH738是以γ′相沉淀化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃?xì)飧g能力、較高的屈服強(qiáng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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。

GH738

 

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鎳基變形高溫合金GH738

材料牌號(hào):GH738、GH738 (GH4738)

美國(guó)牌號(hào):Waspaloy

法國(guó)牌號(hào):NC20K14

 

一、GH738概述

    GH738是以γ′相沉淀化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃?xì)飧g能力、較高的屈服強(qiáng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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。

    1.1 GH738材料牌號(hào)  GH738

    1.2 GH738相近牌號(hào)  Waspaloy(美國(guó)),NC20K14(法國(guó))

    1.3 GH738材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

    1.4 GH738化學(xué)成分  見(jiàn)表1-1。

                                         1-1                                        %

C

Cr

Ni

Co

Mo

Al

Ti

0.030.10

18.021.0

12.015.0

3.505.00

1.201.60

2.753.25

B

Zr

Fe

Mn

Si

P

S

Cu

不小于

0.0030.010

0.020.08

2.0

0.10

0.15

0.015

0.015

0.10

    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%。                                     

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

    1.6 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。

    1.7 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。

    1.8 GH738應(yīng)用概況與特殊要求 該合金在國(guó)外廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī),主要用作渦輪葉片及渦輪盤(pán)等轉(zhuǎn)動(dòng)件,有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)。由于該合金含鈷較高,在國(guó)內(nèi)較少采用。

二、GH738物理及化學(xué)性能

    2.1 GH738熱性能

2.1.1 GH738熔化溫度范圍 13301360℃

2.1.2 GH738熱導(dǎo)率 見(jiàn)表2-1。

                                                    2-1[1]

θ/℃

360

460

545

640

770

855

985

λ/(W/(m·℃))

16.8

18.3

20.2

22.4

24.1

25.3

28.0

    2.1.3 GH738比熱容 見(jiàn)表2-2

                                             2-2[1]

θ/℃

360

460

545

640

770

855

985

c/(J/(kg.))

515

540

573

603

640

665

707

2.1.4 GH738線(xiàn)膨脹系數(shù) 見(jiàn)表2-3。

                                                                                                         2-3[1]

θ/℃

20100

20200

20300

20400

20500

20600

20700

20800

20900

α/10-6℃-1

12.47

12.73

13.04

13.53

13.97

14.47

15.05

15.68

15.95

    2.2 GH738密度  ρ=8.22g/cm3。

2.3 GH738電性能 

    2.4 GH738磁性能  合金無(wú)磁性。

    2.5 GH738化學(xué)性能

2.5.1 GH738抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見(jiàn)2-4。

2.5.2 GH738耐腐蝕性能 合金抗鹽霧腐蝕能力良好。

                                             2-4[1]

θ/℃

900

1000

氧化速率/(g/(m2· h))

0.083

0.226

 

 

三、GH738力學(xué)性能

3.1 GH738技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見(jiàn)表3-1

                                             3-1

拉伸性能

HBS

持久性能

θ/

σb/MPa

δ5/%

φ/%

θ/

σ/MPa

t/h

δ5/%

不小于

不小于

815

608

20

32

299387

815

328

23

8

四、GH738組織結(jié)構(gòu)

    4.1 GH738相變溫度 合金中γ′相的溶解溫度為9801050℃,開(kāi)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(kāi)始析出溫度為700℃,完全溶解溫度為1020℃。    

    4.2 GH738時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)

4.3 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,還有γ′相,其化學(xué)式為(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕跡),該相總量占合金重量的20%。此外,還有M23C6型碳化物,其化學(xué)式近似為(Cr0.746Mo0.094Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外,還有少量的Ti(CN)TiN等相。

該合金經(jīng)650730長(zhǎng)期時(shí)效至3000hγ′相的數(shù)量變化不明顯,分別約有3%1%左右的補(bǔ)充析出,γ′相大小分別從146nm長(zhǎng)大至196nm177nm。碳化物MCM23C6轉(zhuǎn)化,碳化物總量略有增加,從時(shí)效前占基體總量的0.5%增加到0.76%0.78%。在長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中無(wú)新相析出,組織穩(wěn)定。

五、GH738工藝性能與要求

    5.1 GH738成型性能

5.1.1 GH738合金塑性圖見(jiàn)圖5-1。

5.1.2 GH738合金的再結(jié)晶圖見(jiàn)圖5-2。

    5.1.3 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(kāi)坯加熱溫度11501170℃,適宜的熱加工溫度為10401170℃,終鍛溫度不低于1000℃。渦輪葉片鍛造溫度通常采用10701110℃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(shí)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(9801080℃)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45級(jí)晶粒度,綜合性能良好。

 


    5.3 GH738零件熱處理工藝 零件熱處理時(shí)應(yīng)注意防止零件表面元素貧化,加熱應(yīng)均勻。

    5.4 GH738表面處理工藝 該合金用做渦輪葉片和渦輪盤(pán)等轉(zhuǎn)動(dòng)件時(shí),為了提高疲勞性能,進(jìn)行氬氣保護(hù)消除應(yīng)力退火,以及噴丸處理。為提高渦輪葉片耐燃?xì)飧g及熱疲勞性能,可進(jìn)行擴(kuò)散滲鋁處理。

 



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