GH4220概述

GH4220是一種時(shí)效硬化型合金，以鎳-鉻-鈷為基體，通過合理添加鋁、鈦等元素以析出大量金屬間化合物(Y"相量達(dá)到40%以上)進(jìn)行沉淀強(qiáng)化，同時(shí)加入多量鎢、鉬元素固溶強(qiáng)化，并控制微量碳、硼、鎂元素來強(qiáng)化晶界，從而獲得綜合強(qiáng)化效果。該合金是一種高合金化、高性能的難變形合金，主要生產(chǎn)的產(chǎn)品是棒材，適合于制造950°C以下工作的航空發(fā)動機(jī)渦輪工作葉片等轉(zhuǎn)動部件。

材料牌號：GH4220（GH220）。

相近牌號：9T220BI，XH51BMTIOKφP-BI（俄羅斯）。

材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： GJB 1953-1994 《航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動件用高溫合金熱軋棒材規(guī)范》 HB 5284—1984 《航空用GH220合金熱軋棒材技術(shù)條件》

?化學(xué)成分：

熱處理制度：1220°C±10°C，4小時(shí)，空冷 + 1050°C±10°C，4小時(shí)，空冷 + 950°C±10°C，2小時(shí)，空冷。

?品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：供應(yīng)d<55mm的熱軋棒材。棒材不經(jīng)熱處理交貨，但應(yīng)全面磨光或車光。

?熔煉與鑄造工藝：合金采用真空感應(yīng)加真空電弧重熔工藝或真空感應(yīng)加電渣重熔工藝熔煉。

?應(yīng)用概況與特殊要求：該合金制作的渦輪工作葉片在渦輪噴氣發(fā)動機(jī)上經(jīng)過了使用考驗(yàn)，已投入生產(chǎn)使用。

物理及化學(xué)性能 熱性能

熔化溫度范圍：1330～1360°C。

?密度：p=8.36g/cm3。

?電性能

磁性能：合金無磁性。

?力學(xué)性能 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能：棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表

?組織結(jié)構(gòu) 4.1 相變溫度：Y相全熔溫度1140～1170°C，析出溫度約1110°C。M?C相全熔溫度1160～1170°C，析出溫度約1160°C。M?B?相全熔溫度約1220°C以上。

?時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

?合金組織結(jié)構(gòu)：合金經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的主要強(qiáng)化相為Y相，約占合金重量的40%～45%，主要碳化物相為M?C相，還有少量的M?B?、MC和M?Cs相。

工藝性能與要求

?成形性能 5.1.1 熱加工工藝：鋼錠采用包套直接軋制成棒材，加熱溫度1160～1180°C，最后一火終軋溫度大于1020°C，最后一火軋制道次控制在2～4道。葉片模鍛加熱溫度控制在1120～1140°C，模鍛工序應(yīng)在10秒內(nèi)完成。每火變形量以30%～40%為宜。當(dāng)模鍛坯料在空氣爐中加熱及熱處理時(shí)，機(jī)加工余量每面不得小于1.5mm。

?零件熱處理工藝：該合金零件熱處理不采用棒材的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度，而是采用彎曲晶界熱處理制度。目前國內(nèi)研究的彎曲晶界熱處理工藝主要有3種： (1) 等溫彎晶熱處理：1220°C，4小時(shí)，空冷至1070°C±30°C轉(zhuǎn)入1070°C爐中，2.5小時(shí)，空冷 + 950°C，2小時(shí)，空冷。 (2) 緩冷彎晶熱處理：1220°C，4小時(shí)，以3～7°C/min冷卻至1100°C，空冷 + 1050°C，4小時(shí)，空冷 + 950°C，2小時(shí)，空冷。 (3) 回熔彎晶熱處理：1220°C，4小時(shí)，隨爐冷卻至1050°C，4小時(shí)，空冷 + 1125°C，4小時(shí)，空冷 + 950°C，2小時(shí)，空冷。

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