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          搜索關鍵詞: 鎳基合金   銅材  鋁材  不銹鋼   特殊鋼
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          GH738
              發布時間: 2020-11-03 16:27    

           GH738是以γ′相沉淀化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能,工藝塑性良好,組織穩定。廣泛用于航空發動機轉動部件,使用溫度不高于815℃??梢陨a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:GH738、GH738 (GH4738)

          美國牌號:Waspaloy

          法國牌號:NC20K14

           

          一、GH738概述

              GH738是以γ′相沉淀化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能,工藝塑性良好,組織穩定。廣泛用于航空發動機轉動部件,使用溫度不高于815℃??梢陨a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  GH738

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

              1.3 GH738材料的技術標準

              1.4 GH738化學成分  見表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品種規格和供應狀態 可生產棒材、型材、鍛坯、環形件、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 采用真空感應熔煉加真空電弧重熔工藝。

              1.8 GH738應用概況與特殊要求 該合金在國外廣泛用于航空發動機和燃氣輪機,主要用作渦輪葉片及渦輪盤等轉動件,有成熟的使用經驗。由于該合金含鈷較高,在國內較少采用。

          二、GH738物理及化學性能

              2.1 GH738熱性能

          2.1.1 GH738熔化溫度范圍 13301360℃。

          2.1.2 GH738熱導率 見表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線膨脹系數 見表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  合金無磁性。

              2.5 GH738化學性能

          2.5.1 GH738抗氧化性能 合金在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見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力學性能

          3.1 GH738技術標準規定的性能 見表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組織結構

              4.1 GH738相變溫度 合金中γ′相的溶解溫度為9801050℃,開始從基體中析出溫度為630℃,析出峰值溫度為800℃。合金中M23C6碳化物相的開始析出溫度為700℃,完全溶解溫度為1020℃。    

              4.2 GH738時間-溫度-組織轉變曲線

          4.3 GH738合金組織結構 經標準熱處理后,除奧氏體基體外,還有γ′相,其化學式為(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650730長期時效至3000h,γ′相的數量變化不明顯,分別約有3%1%左右的補充析出,γ′相大小分別從146nm長大至196nm177nm。碳化物MCM23C6轉化,碳化物總量略有增加,從時效前占基體總量的0.5%增加到0.76%0.78%。在長期時效過程中無新相析出,組織穩定。

          五、GH738工藝性能與要求

              5.1 GH738成型性能

          5.1.1 GH738合金塑性圖見圖5-1。

          5.1.2 GH738合金的再結晶圖見圖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,模鍛最小變形量應大于25%。應避免在高溫(1180℃)下小變形量(約10%)熱加工,此時可能在晶界上形成連續的MC型碳化物薄膜,導致缺口敏感。在較低溫度下(9801080℃)熱變形,晶界上很少形成MC碳化物薄膜,只有不連續的M23C6型碳化物,熱處理后可獲得均勻的45級晶粒度,綜合性能良好。

           


              5.3 GH738零件熱處理工藝 零件熱處理時應注意防止零件表面元素貧化,加熱應均勻。

              5.4 GH738表面處理工藝 該合金用做渦輪葉片和渦輪盤等轉動件時,為了提高疲勞性能,進行氬氣保護消除應力退火,以及噴丸處理。為提高渦輪葉片耐燃氣腐蝕及熱疲勞性能,可進行擴散滲鋁處理。

           



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