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GH4145鎳基變形高溫合金
中國(guó)牌號(hào)：GH145/GH4145
牌號(hào)：InconelX-750
德國(guó)牌號(hào)：NiCr15Fe7TiAl
一、 GH4145(GH145)高溫合金概述：
GH4145(GH145)合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)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(qiáng)度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時(shí)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(dòng)機(jī)在800℃以下工作并要求強(qiáng)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(yīng)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(jī)渦輪葉片等零件。可供應(yīng)的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材。
1、GH4145(GH145)高溫合金材料牌號(hào)：GH145(GH4145)
2、GH4145(GH145)高溫合金相近牌號(hào)：Inconel X-750(）,NiCr15Fe7TiAl(德 國(guó))。
3、GH4145(GH145)高溫合金材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：
4 、GH4145(GH145)高溫合金化學(xué)成分：見表-1。
表-1 %
| C≤ | Si≤ | Mn≤ | P≤ | S≤ | Cr≥ | Ni+Co≥ | Mo≥ | Cu≤ |
| 0.08 | 0.50 | 1.00 | 0.015 | 0.010 | 14.0-17.0 | 70.0 | 0.50 | |
| Co≤ | Al≤ | Ti≤ | Fe≤ | B≤ | Ce≤ | W≤ | Nb+Ta | |
| 1.00 | 0.40-1.00 | 2.25-2.75 | 5.0-9.0 | 0.70-1.20 |
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%。
5、GH4145(GH145)高溫合金熱處理制度：板、帶、管材供應(yīng)狀態(tài)的固溶熱處理制度980℃&plun;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(jìn)行熱處理。
(1)、退火：955～1010℃，水冷。
(2)、焊接件焊接前退火：980℃，1h。
(3)、焊接件消除應(yīng)力退火：900℃,保濕2h。
消除應(yīng)力退火：885℃&plun;15℃，24h,空冷。
6、GH4145(GH145)高溫合金品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：可以供應(yīng)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(yīng)。棒材、鍛件和環(huán)形件可于鍛態(tài)或熱軋狀態(tài)供應(yīng)；也可于鍛后固溶處理供應(yīng)；棒材可于固溶后磨光或車光供應(yīng)，當(dāng)訂單有要求時(shí)，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(yīng)。 絲材可于固溶狀態(tài)供應(yīng)；對(duì)于標(biāo)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(yīng)；標(biāo)稱直徑或邊長(zhǎng)大于6.35mm的絲材，固溶處理后以不小于30%的冷拉變形供應(yīng)。對(duì)于標(biāo)稱直徑或邊長(zhǎng)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(yīng)。
7、GH4145(GH145)高溫合金熔煉與鑄造工藝：合金采用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應(yīng)加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應(yīng)加真空自耗重熔。
8、GH4145(GH145)高溫合金應(yīng)用概況與特殊要求：該合金主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)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、GH4145(GH145)高溫合金物理及化學(xué)性能：
1、GH4145(GH145)高溫合金熱性能：
(1)、GH4145(GH145)高溫合金熔化溫度范圍：1395～1425℃。
(2)、GH4145(GH145)高溫合金熱導(dǎo)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 |
(3)、GH4145(GH145)高溫合金線膨脹系數(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、GH4145(GH145)高溫合金密度：ρ=8.25g/cm3[7]。
3、GH4145(GH145)高溫合金電性能：50℃時(shí)的電阻率ρ=1.22×10-6Ω.m[6]。
三、GH4145(GH145)高溫合金力學(xué)性能：
1、GH4145(GH145)合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的帶材、板材和管材的室溫力學(xué)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/% | HRC |
| 帶材 | 交貨狀態(tài) | ≤930 | - | ≥18 | - | |
| 交貨狀態(tài)＋730℃&plun;10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃&plun;10℃，8h，空冷，總時(shí)效時(shí)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℃&plun;10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃&plun;10℃，8h，空冷，總時(shí)效時(shí)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℃&plun;10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃&plun;10℃，8h，空冷，總時(shí)效時(shí)間不小于18h | ≥1170 | ≥790 | ≥15 | - |
注：交貨狀態(tài)為固溶980℃&plun;15℃，保溫適當(dāng)時(shí)間，空冷或快冷，去除氧化皮。
2、GH4145(GH145)合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的絲材的室溫力學(xué)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℃&plun;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℃&plun;10℃，2h，空冷，＋840℃&plun;10℃，24h，空冷，＋650℃&plun;10℃，20h，空冷 | ≥1030 | ||
| >6.35～15.90 | ≥1000 | |||
| ≤0.65 | B類＋730℃&plun;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(jìn)行冷拉；
A類：標(biāo)稱直徑或邊長(zhǎng)不大與6.35mm的絲材，冷拉變形量為50%～65%；標(biāo)稱直徑或邊長(zhǎng)大于6.35mm的絲材，冷拉變形量為 30%以上。
B類：標(biāo)稱直徑或邊長(zhǎng)不大于0.65mm的絲材，冷拉變形量為15%左右。
3、GH4145(GH145)合金棒材、鍛材和環(huán)形件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的持久性能：見表3-3。
表3-3[3]
| θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ4D/% |
| 730℃&plun;3℃ | 362 | ≥23 | ≥5 |
四、GH4145(GH145)高溫合金組織結(jié)構(gòu)：
1、GH4145(GH145)高溫合金相變溫度：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(shí)幾乎全部溶解。
2、GH4145(GH145)高溫合金時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線：
3、GH4145(GH145)高溫合金組織結(jié)構(gòu)：合金經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)化相。
五、GH4145(GH145)高溫合金工藝性能與要求：
1、GH4145(GH145)高溫合金成形性能：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(yīng)在相應(yīng)較低的溫度下進(jìn)行。終鍛溫度應(yīng)不低于950℃。該合金在劇烈成形工序后應(yīng)進(jìn)行固溶處理。
2、GH4145(GH145)高溫合金焊接性能：合金具有較好的焊接性能，可進(jìn)行各種焊接，但對(duì)大截面的零件較難進(jìn)行熔焊，而對(duì)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(jìn)行，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力處理，采用980℃，保濕0.5h或900℃保濕2h。焊接組合件隨后進(jìn)行時(shí)效處理，可獲得近似*熱處理狀態(tài)的強(qiáng)度。
3、GH4145(GH145)高溫合金零件熱處理工藝：零件的熱處理應(yīng)在無(wú)的中性或還原性氣氛中進(jìn)行，以免發(fā)生化。零件應(yīng)避免在870～650℃之間進(jìn)行“熱-冷”處理，對(duì)于大截面的零件，為了防止裂紋，固溶處理后應(yīng)在空氣中冷卻。成品零件終熱處理：
(1)、對(duì)于在600℃以上工作、要求持久蠕變性能的零部件：
a、固溶：1150℃&plun;15℃,保溫2～4h,空冷；
b、時(shí)效：845℃&plun;15℃，保溫24h，空冷+705℃&plun;15℃,保溫24h,空冷。
(2)、對(duì)于在600℃以下工作、要求室溫和高溫拉伸性能的零部件：
a、固溶：980℃&plun;15℃,保溫1h,空冷；
b、時(shí)效：730℃&plun;15℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到620℃&plun;10℃,保溫8h,空冷。
(3)、環(huán)形件一般采用下述熱處理制度：
a、固溶：1095℃&plun;15℃,保溫2-4h,空冷；
b、時(shí)效：845℃&plun;15℃，保溫24h，空或爐冷到+705℃&plun;15℃,保溫20h,空冷。
(4)、棒材和鍛件在600℃以下溫度使用時(shí)，采用下述制度進(jìn)行熱處理：
a、均勻化：885℃&plun;15℃,保溫24h,空冷；
b、時(shí)效：705℃&plun;15℃，保溫20&plun;1h,空冷。
(5)、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(jìn)行熱處理：
a、固溶：980℃&plun;15℃,保溫1h,空冷；
b、時(shí)效：1）705℃&plun;15℃,保溫22h,空冷；
(6)、760℃&plun;10℃，保溫1h,空冷。
a、固溶：980℃&plun;15℃,保溫1h,空冷；
b、時(shí)效：730℃&plun;10℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到+620℃&plun;10℃,保溫8h,空冷。
4、GH4145(GH145)高溫合金表面處理工藝：
GH4145(GH145)合金切削加工與磨削性能 合金可以在各種狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械加工，退火或固溶狀態(tài)下機(jī)械加工性能良好。
六、GH4145(GH145)高溫合金品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：
1、品種分類：GH4145無(wú)縫管、GH4145鋼板、GH4145圓鋼、GH4145鍛件、GH4145法蘭、GH4145圓環(huán)、GH4145焊管、GH4145鋼帶、GH4145絲材及配套GH4145焊材。
2、交貨狀態(tài)：無(wú)縫管：固溶+酸白，長(zhǎng)度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光；帶材經(jīng)冷軋、固溶軟態(tài)、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。