高溫合金GH/NS

GH4049高溫合金

材料：GH4049
交期：30天
描述：GH4049是Ni-Co-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度小于950°C。該合金在1000°C以下具有良好的抗氧化性能，950°C以下具有較高的高溫強(qiáng)度。適于制造工作溫度在850°C?950°C的燃?xì)鉁u輪工作葉片。主要產(chǎn)品有熱軋和鍛制棒材、模鍛渦輪葉片。
規(guī)格：板，棒，帶，線(xiàn)，管，可定制

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產(chǎn)品詳情

GH4049高溫合金

1合金介紹
1.1 概述
GH4049是Ni-Co-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度小于950°C。該合金在1000°C以下具有良好的抗氧化性能，950°C以下具有較高的高溫強(qiáng)度。適于制造工作溫度在850°C?950°C的燃?xì)鉁u輪工作葉片。主要產(chǎn)品有熱軋和鍛制棒材、模鍛渦輪葉片。
1. 2 應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片和其他高溫承力件。經(jīng)長(zhǎng)期的生產(chǎn)和使用考驗(yàn)，已成為使用最廣泛的葉片材料之一。
該合金與同類(lèi)用途的鎳基合金相比，合金的熱加工塑性較差，但經(jīng)電渣重熔或真空電弧重熔后，可以改善其加工塑性，且1000°C?1170°C的沖擊韌性提高1?3倍。
1.3 材料牌號(hào)
GH4049（GH49、212）。
1. 4 相近牌號(hào)：（請(qǐng)聯(lián)系墨）鉅特殊鋼客服）
1.5材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類(lèi)和牌號(hào)
GB/T 14993轉(zhuǎn)動(dòng)部件用高溫合金熱軋棒材
GJB 1953A航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)件用高溫合金熱軋棒材規(guī)范
HB/Z 140航空用高溫合金熱處理工藝
1. 6 熔煉工藝
釆用真空感應(yīng)爐+電渣重熔、或真空感應(yīng)爐+真空電弧重熔熔煉工藝。
1.7 化學(xué)成分
摘自GB/T 14992,雜質(zhì)元素分析有區(qū)別的摘自GJB 1953A,見(jiàn)表1-1。

元素	C	Cr	Ni	Co	W	Mo	AL	Ti
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	0. 04?0. 10	9. 50?11. 00	余	14.00 ?16.00	5.00 ? 6.00	4. 50 ? 5. 50	3. 70?4. 40	1.40 ?1.90
元素	Fe	V	B	Ce	Mn	Si	P	S
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	≤1. 50	0. 200 — 0. 500	≤0. 025	≤0. 020	≤0. 50	≤0. 50	≤0. 10	≤0. 010
元素	Cu	Bi	Sn	Sb	As	Pb	一	一
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	≤0. 070	≤0. 0001	≤0. 0012	≤0. 0025	≤0. 0025	≤0. 001	一	—
①GJB 1953A規(guī)定檢驗(yàn)的雜質(zhì)元素。

1.8 熱處理制度

摘自HB/Z 140,轉(zhuǎn)動(dòng)件用熱軋棒材的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為： 1200°C±10°C*2h/AC+1050°C±10°C*4h/AC+850°C±10°C*8h/AC,HB 363?302。
1. 9 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
摘自 GB/T 14993 和 GJB 1953A。

1.9.1主要規(guī)格
D8mm?55mm熱軋棒材。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
棒材不經(jīng)熱處理、經(jīng)全面磨光或車(chē)光后供應(yīng)。模鍛葉片經(jīng)零件熱處理后供應(yīng)。

2物理、彈性和化學(xué)性能

2. 1 熔化溫度范圍

1320°C ?1390PQ。

2. 2 相變點(diǎn)

2.3 熱導(dǎo)率（表2-1）

θ/°C	100	200	300	400	500
λ/[W/(m ? °C)]	10. 5	12. 1	14. 2	16. 3	18.()
θ/°C	600	700	800	900	一
入/[W/(m ? °C )]	2().]	22.2	24. 3	26.8	一

2.4 電阻率20°C （可聯(lián)系1/3/4/7/2/7/8/7/9/9/0）。

2.5 熱擴(kuò)散率

2. 6 比熱容（表2-2）

θ/°C	150	200	300
	414	435	498
θ/°C	400	500	600
	561	615	628

2.7 線(xiàn)膨脹系數(shù)（表2-3）

θ/°C	20 ?100	20 ?200	20 ?300	20 ?400	20 ?500
	12. 36	12. 63	13. 16	13. 54	13. 85
θ/°C	20 ?600	20 — 700	20 ?800	20 ?900	—
	14. 15	14. 61	15. 24	16. 33	—
θ/°C	20 ?100	20 ?200	20 ?300	20 ?400	20 ?500
	12. 36	12. 63	13. 16	13. 54	13. 85
θ/°C	20 ?600	20 — 700	20 ?800	20 ?900	—
	14. 15	14. 61	15. 24	16. 33	—

2.8 密度p=8. 44g

2.9 磁性能

合金無(wú)磁性。

2. 10 彈性性能（表2-4）

θ/°C	20	500	600	700	800	900	1000
Ed/GPa	218	192	187	181	173	164	—
E/GPa	206	177	167	162	155	141	118

2. 11 化學(xué)性能

2.11.1抗氧化性能

合金在空氣介質(zhì)中，不同溫度試驗(yàn) 100h的氧化速率見(jiàn)表2-5。

θ/°C	950	1000	1100
100h的氧化速率/Cg/(m2 - h)]	0. 65	0. 80	1. 07

2. 11.2 耐腐蝕性能

3力學(xué)性能

3. 1 供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
表3-1

標(biāo)準(zhǔn)號(hào)	品種	熱處理	方案	θ/°C	拉伸性能			持久性能		室溫硬度 HBW
					σb/MPa	δ5/%	ψ/%	σ/MPa	τ/h
GJB 1953 A ①	熱軋棒	標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	I	900	≥570	≥8.0	≥12.0	275	≥20	363?302
			II					215	≥80
GB/T 14993②			I	900	≥569	≥7.0	≥11.0	245	≥40	363?302
			II					216	≥80
允許釆用950°C±10°C*2h/AC時(shí)效，此時(shí)硬度值應(yīng)為HBW 341?285,其900°C、σb≥540MPa,其他性能指標(biāo)不變。每10?20爐取一個(gè)持久試樣按II內(nèi)條件值拉斷，如200h沒(méi)有拉斷.則一次性加力至245MPa拉斷，實(shí)測(cè)δ5和ψ另持久性能初次檢驗(yàn)不合格時(shí)按II指標(biāo)重新檢驗(yàn)。

3.1.2生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計(jì)許用值（表3-2）

3.2 短時(shí)力學(xué)性能

3. 2. 1硬度

3. 2.2 沖擊性能

3.2. 2.1熱軋棒不同溫度的沖擊韌性見(jiàn)表3-3。

3. 2. 2.2熱軋棒經(jīng)不同長(zhǎng)期時(shí)效，室溫沖擊韌性見(jiàn)圖3-1。

冶煉工藝	取樣	θ/°C
真空感應(yīng)爐	熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	20	140
		700	170
		800	150
		900	290
		950	340

取樣	熱處理	θ/°C	σb/MPa					δ5/%		ψ/%		樣本大小 n
取樣	熱處理	θ/°C	S	-3σ	A	B	X	S	X	S	X	樣本大小 n
熱軋棒	標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	20	—	980	1015	1070	1171	—	11	-	12	—
		700	—	830	860	905	994	—	9		11	—
		800	—	790	820	860	942	—	10	-	11	—
		900	570	575	595	625	663	8	17	12	21	122
葉片模鍛件	零件熱處理	900	540	—	590	625	650	6	29	8	36	356

3.2.3壓縮性能

3.2.4扭轉(zhuǎn)性能

3.2.5剪切性能

3.2.6拉伸性能

3.2.6. 1熱軋棒不同溫度下屈服點(diǎn)前的拉伸曲線(xiàn)見(jiàn)圖

表 3-4[1]

冶煉方法	取樣	θ/°C	σb/MPa	δ5/%	ψ/%	冶煉方法	取樣	θ/°C	σb/MPa	δ5/%	ψ/%
真空感應(yīng)爐	熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	20	1128	10	11	真空感應(yīng)爐 +電渣	熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	800	947	19	18
		700	1035	11	15	真空感應(yīng)爐 +電渣		900	693	23	29
		800	879	12	18	真空感應(yīng)爐 +真空電弧		20	1079	10	10
		900	638	20	22			700	1030	10	11
		950	542	23	30			800	962	13	15
真空感應(yīng)爐 +電渣		20	1133	11	12			900	663	20	24
真空感應(yīng)爐 +電渣		700	1069	12	17	—	—	—	—	—	—

3. 2. 6. 2熱軋棒經(jīng)不同溫度長(zhǎng)期時(shí)效，對(duì)應(yīng)時(shí)效溫度的拉伸性能曲線(xiàn)見(jiàn)圖3-4。

3.3 持久和蠕變性能
3.3. 1持久性能
3.3. 1. 1熱軋棒不同溫度和時(shí)間的持久極限見(jiàn) 表 3-5.
3.3. 1.2棒材供應(yīng)狀態(tài)，不同溫度和時(shí)間的秒計(jì)持久極限見(jiàn)表3-6。
3.3. 1.3熱軋棒不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線(xiàn)見(jiàn) 圖3-5,持久熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線(xiàn)見(jiàn)圖3-6。（可聯(lián)系1/3/4/7/2/7/8/7/9/9/0）。
3.3. 1.4熱軋棒經(jīng)不同冶煉工藝，不同溫度的光滑和缺口持久性能見(jiàn)表3-7。
表 3-5

冶煉工藝	取樣	θ/°C	σb
冶煉工藝	取樣	θ/°C	σ100	σ200	σ500	σ1000	σ2000	σ5000	σ10000
真空感應(yīng)爐 +真空電弧	熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	700	742	693	633	591	552	504	471
		800	470	425	372	336	304	266	241
		850	379	322	259	219	186	150	127
		900	241	203	153	123	100	75	60
		950	127	一	83	64	54	一	—
		1000	69	一	—	一	—	—	—

表 3-6

取樣	θ/°C	στs/MPa
取樣	θ/°C	σ10	σ60	σ120	σ180	σ300
棒材供應(yīng)狀態(tài) 20°Cσb = 1225MPa	800	1030	940	900	860	825
	900	685	560	520	510	500
	1000	450	345	305	295	290

冶煉工藝	取樣	θ/°C	光滑試樣			缺口試樣
冶煉工藝	取樣	θ/°C	b/MPa	τ/h	δ5/%	σ/MPa	rH?/h
真空感應(yīng)爐	熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	700	716	180	5. 3	716	>110
		800	431	195	6. 8	431	>150
		900	216	180	9. 5	216	>300
		950	137	175	9. 0	137	-
真空感應(yīng)爐+電渣		700	716	278	6. 0	716	>300
		800	431	183	7.4	431	>240
		900	216	208	14	一	一
真空感應(yīng)爐+真空電弧		700	716	160	4	716	>200
		800	431	185	3. 5	431	>220
		900	216	200	10. 5	—	—
①缺口半徑r=0. 5mm0

取樣	時(shí)效規(guī)范		800°C、431MPa 持久			900°C、216MPa 持久
取樣	θ/°C	t/h	τ/h	δ5/%	ψ/%	τ/h	δ5/%	ψ/%
熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	850	500	107	8. 9	15. 0	一	—	一
		1000	120	9. 5	16. 5	—	—	—
		2000	145	10. 3	18.0	111	6.7	14. 7
		3000	142	14.0	21.0	116	4.2	13. 1

表3-8[1]

θ/°C	a	b	a	b'	r	注
700	31.1105	—10. 1418	3.0675	—0. 0986	-0. 9926
800	20.3950	-6. 8852	2. 9662	-0. 1452	—0.9989
850	12.8582	-4. 2104	3. 0539	-0. 2375	—0. 9742
900	15.9898	-5. 8733	2. 7225	-0. 1703	-0. 9847	r≤100h
900	9.7336	—3. 2211	3.0228	—0. 3105	-0. 9922	r>100h
注：75爐次.180根試樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖3-5熱軋棒不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線(xiàn)⑵
3.3.2蠕變性能
3.3.2. 1熱軋棒不同溫度和時(shí)間的蠕變極限見(jiàn)表3-9。
3.2.2熱軋棒經(jīng)不同熔煉工藝，不同溫度100h的蠕變性能見(jiàn)表3-10。
3.3. 2.3熱軋棒不同溫度、不同應(yīng)力條件的蠕變曲線(xiàn)見(jiàn)圖3-7?圖3-9。
表3-9

取樣	θ/°C	ερ/%	100h,b/MPa	500h,b/MPa
熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	800	0. 2	343	235
	900		137	103
	950		78	64

表3-10

熔煉工藝	取樣	θ/°C	100h的蠕變性能
熔煉工藝	取樣	θ/°C	σ/MPa	εt/MPa	εp/MPa
真空感應(yīng)爐	熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	800	343	0. 31	0. 13
真空感應(yīng)爐		900	147	0. 13	0. 035
真空感應(yīng)爐 +電渣		800	343	0. 31	0. 115
真空感應(yīng)爐 +電渣		900	147	0. 13	0. 06
真空感應(yīng)爐 +真空電弧		800	343	0. 26	0.065
真空感應(yīng)爐 +真空電弧		900	147	0. 13	0. 05

3.4 疲勞性能
3.4.1高周疲勞
3.4. 1. 1熱軋棒不同溫度的彎曲光滑和缺口疲勞極限見(jiàn)表3-11。
3.4. 1. 2熱軋棒800°C和900°C的純彎曲光滑疲勞S-N曲線(xiàn)見(jiàn)圖3-10。（可聯(lián)系1/3/4/7/2/7/8/7/9/9/0）。
表3-11

取樣	θ/°C	在以下N,周，彎曲疲勞
		σb/MPa

熱軋棒	700	324	314	284	255
標(biāo)準(zhǔn)	800	343	333	304	—
熱處理	900	353	333	284	255
①缺口半徑		r=0. 75mm；K =		.89O

3.4.2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
熱軋棒的冷熱疲勞性能見(jiàn)表3-12。

取樣	θ/°C	試樣約束程度 K/%	熱交換平均次數(shù) N/周
熱軋棒	900?200 900?450	65	497
標(biāo)準(zhǔn)		75	385
熱處理		76	2390
注:	圓柱試樣；空氣介質(zhì)。

表3-12
3.5 裂紋擴(kuò)展速率
3.6 斷裂韌度
3.7 松弛性能
4工藝性能與要求
4.1 成形工藝與性能
4.1.1合金在落錘上試驗(yàn)時(shí)的工藝塑性見(jiàn)圖4-1。（可聯(lián)系1/3/4/7+2/7/8/7/9/9/0）。
4.1.2變形溫度范圍1180°C?1080°C。鋼錠釆用直接軋制成棒材，加熱溫度為H60°C + 10°C,終軋溫度不低于1020°C。葉片模鍛加熱溫度為 1170°C±10°C,停鍛溫度不小于1050°C。葉片小余量模鍛時(shí)，應(yīng)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱或熱處理。在氧化性氣氛中進(jìn)行加熱或熱處理時(shí)，機(jī)加工余量每面不得小于1.5mm。
4. 2 工藝性能
4.3 焊接性能
4. 4 零件熱處理工藝
同品種的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。
4. 5 表面處理工藝
釆用滲A1保護(hù)，滲A1試樣不同溫度的力學(xué)性能見(jiàn)表4-1 。

取樣	滲A1規(guī)范	滲Al后熱處理	θ/°C	拉伸性能			持久性能
取樣	滲A1規(guī)范	滲Al后熱處理	θ/°C	σb/MPa	δ5/%	ψ/%	σb/MPa	δ5/%	ψ/%
熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	—	——	700	1167—1187	19. 5?22. 5	19 ?21	一	一	—
			800	1010?1030	12. 5?14. 58	17 ?19	—	—	—
			900	740?760	10. 5 — 12	11. 5 ?15	206	4?6. 5	6. 5?11. 5
	950°C*4h 滲層厚20〃m	950°C*2h	700	1089?1138	13 ?23	15 ?19	—	—	—
			800	1000?1020	14 ?25	11. 5?22. 5	—	—	—
			900	716?745	9?12	11. 5 ?17	206	4?5. 5	6?9. 5

續(xù)表4-l

取樣	滲A1規(guī)范	滲Al后熱處理	θ/°C	拉伸性能			持久性能
取樣	滲A1規(guī)范	滲Al后熱處理	θ/°C	σb/MPa	δ5/%	ψ/%	σb/MPa	δ5/%	ψ/%
熱軋棒標(biāo)準(zhǔn) 熱處理	950°C *4h 滲層厚35呻	950°C*2h	900	一	—	—	196	5. 5?6. 5	6?9. 5
	950°C *4h 滲層厚35呻	—	900	—	一	一	196	4-~6	6 — 8. 5
	950°C *4h 滲層厚 (50~60) gm	950°C *2h	700	1069?1089	14. 5 — 18. 5	11. 5 ?17	一	—	—
			800	971?980	11 ?12. 5	13. 5?15. 5	一	一	—
			900	726?735	8. 5?10. 5	13 — 15	196	7?8	9. 5?11. 5

4. 6 切削加工與磨削性能無(wú)特殊要求。

5組織結(jié)構(gòu)
5. 1 相變溫度
相析出峰約為850°C?900°C，完全溶解溫度約為1100°C?1130°C。M^C最大析出溫度為950°C ?1050°C。
2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)
5.3 典型組織
合金棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，晶粒度為1?4級(jí)。組織由γ基體，γ′M6C及少量M23C6型碳化物、M3B2 型硼化物組成(圖5-1)。γ′相是主要強(qiáng)化相，s(γ′)約占合金的40%,有大小兩種形態(tài)，彌散分布于晶內(nèi) (圖 5-2)。礦相的化學(xué)組成式近似*(NiCo0.10Cr0.04 )3.02 (Alo.70Ti0.15 Wo.08Mo0.M); M6C呈顆粒狀分布在晶界上，也(MsC)約占合金的0.5%；少量的M23C6呈顆粒狀分布在晶界上,w(M,3C6)約占合金的0.02%, 化學(xué)組成式近似為(C r0.79 Moo. 07 Ti0. os Coo. 02 Fe(≥. 04) 23 (CB)6。
合金經(jīng)850°C ，1000h時(shí)效后，沒(méi)有新相析出。γ′相聚集長(zhǎng)大均呈方形，尺寸約為400nm?700nm。晶界上的M6C及M23 C6顆粒長(zhǎng)大，數(shù)量增多，針狀M.C析出較多，見(jiàn)圖5-3 ，合金經(jīng)900°C、118MPa、 1382h長(zhǎng)期應(yīng)力時(shí)效后，γ′相、M,C及進(jìn)一步聚集長(zhǎng)大，針狀M.C碳化物增多，見(jiàn)圖5-4。（可聯(lián)系1/3/4/7+2/7/8/7/9/9/0）。
參考文獻(xiàn)
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