GH145-GH4145
一、GH145(GH4145)概述
GH145合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進行時效強化的鎳基高溫合金，在980℃以下具有良好的耐腐蝕和性能，800℃以下具有較高的強度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發(fā)動機在800℃以下工作并要求強度較高的耐腐蝕的環(huán)形件、結(jié)構(gòu)件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或較低應力并要求耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機渦輪葉片等零件。可供應的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材。
1.1GH145(GH4145)材料牌號 GH145(GH4145)
1.2GH145(GH4145)相近牌號InconelX-750(）,NiCr15Fe7TiAl(德 國),NC15FeTNbA(法國),NCF750 （日本）
1.3GH145(GH4145)材料的技術(shù)標準
Q/3B4088-1994《GH145合金毛細管材》
Q/3B4098-1995《GH145合金絲材》
Q/3B4198-1993《GH145合金冷軋板材、帶材》
1.4GH145(GH4145)化學成分見表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni Co | Al | Ti | Fe | Nb Ta | Co | Mn | Si | S | Cu | P |
不大于 | ||||||||||||
≤0.08 | 14.0～17.0 | ≥70.0 | 0.40～1.00 | 2.25～2.75 | 5.00～9.00 | 0.70～1.20 | 1.00 | 1.00 | 0.50 | 0.010 | 0.50 | 0.015 |
注：表中Mn、Si為棒、鍛件、環(huán)形件和絲材含量，板材、帶材和管材為：ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。
1.5GH145(GH4145)熱處理制度板、帶、管材供應狀態(tài)的固溶熱處理制度980℃?15℃，空冷。材料及零件的中間熱處理制度，可分別選擇下列工藝進行熱處理。
退火：955～1010℃，水冷。
焊接件焊接前退火：980℃，1h。
焊接件消除應力退火：900℃,保濕2h。
消除應力退火：885℃?15℃，24h,空冷。
1.6GH145(GH4145)品種規(guī)格與供應狀態(tài)可以供應各種規(guī)格的棒材、鍛件、環(huán)形件、熱軋板、冷軋板、帶材、管材和絲材。
板材和帶材一般于熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光后供應。
棒材、鍛件和環(huán)形件可于鍛態(tài)或熱軋狀態(tài)供應；也可于鍛后固溶處理供應；棒材可于固溶后磨光或車光供應，當訂單有要求時，可于冷拉狀態(tài)就位。
管材于固溶處理并清除氧化皮后供應。
絲材可于固溶狀態(tài)供應；對于標稱直徑或厚度在6.35mm以下的絲材，可固溶后并以50%～65%的冷拉變形供應；標稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，固溶處理后以不小于30%的冷拉變形供應。對于標稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，根據(jù)要求固溶處理后以不小于15%的冷拉變形供應。
1.7GH145(GH4145)熔煉與鑄造工藝合金采用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應加真空自耗重熔。
1.8GH145(GH4145)應用概況與特殊要求該合金主要用于制造航空發(fā)動機工作溫度在540℃以下的耐腐蝕的平面波形彈簧、周向螺旋彈簧、螺旋壓簧、彈簧卡圈和密封圈等零件。
二、GH145(GH4145)物理及化學性能
2.1GH145(GH4145)熱性能
2.1.1GH145(GH4145)熔化溫度范圍1395～1425℃。
2.1.2GH145(GH4145)熱導率見表2-1。
表2-1[1]
θ/℃ | 50 | 100 | 300 | 500 | 900 |
λ/（W/（m?℃）） | 14.7 | 15.9 | 20.1 | 25.1 | 37.3 |
2.1.3GH145(GH4145)線膨脹系數(shù)見表2-2。
表2-2[2]
θ/℃ | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 |
α/10-6℃-1 | 13.1 | 13.5 | 14.1 | 14.4 | 15.0 | 15.6 | 16.2 |
2.2GH145(GH4145)密度ρ=8.25g/cm3[7]。
2.3GH145(GH4145)電性能50℃時的電阻率ρ=1.22?10-6Ω.m[6]。
三、GH145(GH4145)力學性能
GH145(GH4145)技術(shù)標準規(guī)定的帶材、板材和管材的室溫力學性能見表3-1。
表3-1
品種 | 規(guī)格δ/mm | 熱處理制度 | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ4D/% | φ/% | HRC |
帶材 | 交貨狀態(tài) | ≤930 | - | ≥18 | - | - | |
交貨狀態(tài)＋730℃?10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃?10℃，8h，空冷，總時效時間不小于18h | ≥1105 | - | ≥12 | - | ≥30 | ||
板材 | ≤0.60 | 交貨狀態(tài) | ≤930 | ≤515 | ≥30 | - | - |
>0.60 | ≤930 | ≤515 | ≥35 | - | - | ||
板材 | 交貨狀態(tài)＋730℃?10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃?10℃，8h，空冷，總時效時間不小于18h | ≥1170 | ≥795 | ≥18 | - | ≥32 | |
管材 | 交貨狀態(tài) | ≤965 | ≤550 | ≥35 | - | - | |
交貨狀態(tài)＋730℃?10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃?10℃，8h，空冷，總時效時間不小于18h | ≥1170 | ≥790 | ≥15 | - | - |
注：交貨狀態(tài)為固溶980℃?15℃，保溫適當時間，空冷或快冷，去除氧化皮。
GH145(GH4145)技術(shù)標準規(guī)定的絲材的室溫力學性能見表3-2。
表3-2
品種 | 規(guī)格/mm | 熱處理制度 | 圓形絲 | 方或扁形絲 |
σb/MPa | σb/MPa | |||
絲材 | ≤6.35 | A類，交貨狀態(tài) | ≥1310 | ≥1210 |
>6.35～15.88 | ≥1110 | ≥1110 | ||
≤0.65 | B類，交貨狀態(tài) | ≤1030 | ||
>0.65～12.70 | 895～1140 | |||
≥0.30～6.35 | A類，交貨狀態(tài)＋650℃?10℃,4h,空冷 | ≥1520 | ||
>6.35～10.60 | ≥1380 | |||
>10.60～15.90 | ≥1240 | |||
≥0.30～6.35 | A類，交貨狀態(tài)＋1150℃?10℃，2h，空冷，＋840℃?10℃，24h，空冷，＋650℃?10℃，20h，空冷 | ≥1030 | ||
>6.35～15.90 | ≥1000 | |||
≤0.65 | B類＋730℃?10℃,16h，空冷 | ≥1070 | ||
>0.65～12.70 | ≥1140 |
注：交貨狀態(tài)，絲材在冷拉至成品前，在1090～1200℃內(nèi)的某一溫度固溶處理，然后按下述規(guī)定進行冷拉；
A類：標稱直徑或邊長不大與6.35mm的絲材，冷拉變形量為50%～65%；標稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，冷拉變形量為 30%以上。
B類：標稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，冷拉變形量為15%左右。
GH145(GH4145)棒材、鍛材和環(huán)形件標準規(guī)定的持久性能見表3-3。
表3-3[3]
θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ4D/% |
730℃?3℃ | 362 | ≥23 | ≥5 |
四、GH145(GH4145)組織結(jié)構(gòu)
4.1GH145(GH4145)相變溫度γ′相開始析出溫度約為600℃，析出峰約為800℃，900℃開始回溶，到970℃時幾乎全部溶解。
4.2GH145(GH4145)時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3GH145(GH4145)合金組織結(jié)構(gòu)合金經(jīng)標準熱處理后，其組織由γ基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成，γ′含量大約為14.5%，是合金的主要強化相。
五、GH145(GH4145)工藝性能與要求
5.1GH145(GH4145)成形性能合金的鍛造溫度在1220～950℃之間均易成形。鋼錠開坯鍛造，其加熱溫度可在1200℃，為了使終鍛件或棒材獲得良好的組織和性能，隨后的鍛造加熱溫度應在相應較低的溫度下進行。終鍛溫度應不低于950℃。該合金在劇烈成形工序后應進行固溶處理。
5.2GH145(GH4145)焊接性能合金具有較好的焊接性能，可進行各種焊接，但對大截面的零件較難進行熔焊，而對小截面零件和薄板焊接性能較好。焊接必須在退火或固溶處理后進行，焊后應進行消除應力處理，采用980℃，保濕0.5h或900℃保濕2h。焊接組合件隨后進行時效處理，可獲得近似*熱處理狀態(tài)的強度。
5.3GH145(GH4145)零件熱處理工藝零件的熱處理應在無的中性或還原性氣氛中進行，以免發(fā)生化。零件應避免在870～650℃之間進行“熱-冷”處理，對于大截面的零件，為了防止裂紋，固溶處理后應在空氣中冷卻。
成品零件終熱處理：
對于在600℃以上工作、要求持久蠕變性能的零部件：
固溶：1150℃?15℃,保溫2～4h,空冷；
時效：845℃?15℃，保溫24h，空冷 705℃?15℃,保溫24h,空冷。
對于在600℃以下工作、要求室溫和高溫拉伸性能的零部件：
固溶：980℃?15℃,保溫1h,空冷；
時效：730℃?15℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到620℃?10℃,保溫8h,空冷。
環(huán)形件一般采用下述熱處理制度：
固溶：1095℃?15℃,保溫2-4h,空冷；
時效：845℃?15℃，保溫24h，空或爐冷到 705℃?15℃,保溫20h,空冷。
棒材和鍛件在600℃以下溫度使用時，采用下述制度進行熱處理：
均勻化：885℃?15℃,保溫24h,空冷；
時效：705℃?15℃，保溫20?1h,空冷。
退火狀態(tài)的板材和帶材及做彈簧用的板帶和絲材可采用下述制度進行熱處理：
時效：1）705℃?15℃,保溫22h,空冷；
2）760℃?10℃，保溫1h,空冷。
固溶：980℃?15℃,保溫1h,空冷；
時效：730℃?10℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到 620℃?10℃,保溫8h,空冷。
5.4GH145(GH4145)表面處理工藝
5.5GH145(GH4145)切削加工與磨削性能合金可以在各種狀態(tài)下進行機械加工，退火或固溶狀態(tài)下機械加工性能良好。
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