GH145高溫合金

1. 概述

GH145合金是一種采用Y[Ni?(Al、Ti、Nb)]相進行時效強化的鎳基高溫合金，在980℃以下表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕和抗氧化性能，在800℃以下具有較高強度，在540℃以下展現(xiàn)出出色的耐松弛性能。此外，該合金還具備良好的成形性能和焊接性能。主要應(yīng)用于制造航空發(fā)動機以下800℃工作條件下要求高強度和耐腐蝕性的環(huán)形件、結(jié)構(gòu)件和螺栓等零部件，以及540℃以下中等或較低應(yīng)力條件下要求耐松弛性的平面彈簧和螺旋彈簧。它還適用于制造氣輪機渦輪葉片等零部件。合金的品種包括板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材等。

1.1 材料牌號：GH145

1.2 相近牌號：Inconel X-750（美國）、NiCr15Fe7TiAl（德國）、NCl5FeTNbA（法國）、ATGF（法公司）、NCF750（日本）。

1.3 材料的技術(shù)標準：

Q/3B 4088-1994 《GH145合金毛細管材》

Q/3B 4098-1995 《GH145合金絲材》

Q/3B 4198—1993 《GH145合金冷軋板材、帶材》

1.4 化學(xué)成分（見表）：

?物理及化學(xué)性能

1 熱性能

熔化溫度范圍：1395～1425℃。

.2 密度

密度：p=8.25g/cm3

.3 電性能

50℃時的電阻率：p=1.22×10??Ω·m

1.5 熱處理制度

板、帶、管材供應(yīng)狀態(tài)的固溶熱處理制度為980℃±15℃，空冷。材料及零件的中間熱處理制度，可選擇以下工藝：

退火：955～1010℃，水冷

焊接件焊接前退火：980℃，1小時

焊接件消除應(yīng)力退火：900℃，保溫2小時

消除應(yīng)力退火：885℃±15℃，24小時，空冷

1.6 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)

可供應(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。

板材和帶材通常經(jīng)過熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光后供應(yīng)。

棒材、鍛件和環(huán)形件可以供應(yīng)鍛態(tài)或熱軋狀態(tài)；也可以在鍛后經(jīng)過固溶處理供應(yīng)；棒材可以經(jīng)過固溶后磨光或車光供應(yīng)，在訂單要求時也可以供應(yīng)冷拉狀態(tài)。

管材供應(yīng)時進行固溶處理并清除氧化皮。

絲材可以供應(yīng)固溶狀態(tài)；對于直徑或厚度小于6.35mm的絲材，可以進行50%～65%的冷拉變形；對于直徑或邊長大于6.35mm的絲材，可以進行不小于30%的冷拉變形；對于直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，可以根據(jù)要求進行不小于15%的冷拉變形。

1.7 熔煉與鑄造工藝

合金的制備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)加真空自耗重熔工藝。

1.8 應(yīng)用概況與特殊要求

GH145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部件。

4. 組織結(jié)構(gòu)

4.1 相變溫度

Y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。

4.2 時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 合金組織結(jié)構(gòu)

經(jīng)標準熱處理后，合金的組織由Y基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M?Cs碳化物和Y[Ni(Al,Ti、Nb)]相組成，Y含量大約為14.5%，是合金的主要強化相。

5. 工藝性能與要求

5.1 成形性能

合金的鍛造溫度在1220～950℃之間易于成形。鋼錠開坯鍛造時，加熱溫度可在1200℃。為獲得良好的組織和性能，隨后的鍛造加熱溫度應(yīng)較低。終鍛溫度不應(yīng)低于950℃。在劇烈成形工序后，應(yīng)進行固溶處理。

5.2 焊接性能

合金具有良好的焊接性能，可進行多種焊接。大截面零件的熔焊較為困難，而小截面零件和薄板的焊接性能較好。焊接必須在退火或固溶處理后進行，焊后應(yīng)進行消除應(yīng)力處理，采用980℃，保溫0.5小時，或900℃保溫2小時。焊接組合件隨后進行時效處理，可獲得近似完全熱處理狀態(tài)的強度。

5.3 零件熱處理工藝

零件的熱處理應(yīng)在無硫的中性或還原性氣氛中進行，以避免硫化。應(yīng)避免在870～650℃之間進行“熱-冷”處理。大截面零件固溶處理后應(yīng)在空氣中冷卻。

成品零件最終熱處理：

對于在600℃以上工作、要求最佳持久蠕變性能的零部件：

固溶：1150℃±15℃，保溫2～4小時，空冷；

時效：845℃士15℃，保溫24小時，空冷+705℃士15℃，保溫24小時，空冷。

對于在600℃以下工作、要求最佳室溫和高溫拉伸性能的零部件：

固溶：980℃±15℃，保溫1小時，空冷；

時效：730℃±15℃，保溫8小時，以50℃/h爐冷到620℃±10℃，保溫8小時，空冷。

環(huán)形件一般采用以下熱處理制度：

固溶：1095℃±15℃，保溫2～4小時，空冷；

時效：845℃±15℃，保溫24小時，空或爐冷+705℃±15℃，保溫20小時，空冷。

棒材與鍛件在600℃以下溫度使用時，采用以下制度進行熱處理：

均勻化：885℃±15℃，保溫24小時，空冷；

時效：705℃±15℃，保溫20±1小時，空冷。

退火狀態(tài)的板材和帶材以及用于制作彈簧的板、帶和絲材，采用以下制度進行熱處理：

時效：1)705℃士15℃，保溫20小時，空冷。

2)760℃士10℃，保溫1小時，空冷。

固溶：980℃±15℃，保溫1小時，空冷；

時效：730℃±10℃，保溫8小時，以50℃/h冷卻到620℃士10℃，保溫8小時，空冷。

5.4 表面處理工藝

5.5 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。