GH4738概述：

GH4738合金是 一 種典型的γ＇相沉淀強化型鎳基高溫合金，具有良好的組織穩(wěn)定性和強韌性，可以代替 ＧＨ４１６９合金作為發(fā)動機大尺寸機匣材料的優(yōu)先選擇。

GH4738 高溫合金的國外牌號為Waspaloy，該合金產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，是一種 γ ' 相沉淀硬化型鎳基高溫合金，使用溫度可達(dá)到815 ℃。這種合金的組織穩(wěn)定、綜合性能良好、具備良好的強韌性和耐蝕性，適合在高溫條件下服役，在航空、化工和石化裝備中有著廣泛的應(yīng)用，特別適合于制造動力裝置燃?xì)廨啓C的渦輪盤、環(huán)件及渦輪 葉片。隨著航空發(fā)動機渦輪溫度的提高，以GH4169 高溫合金作為主干材料的部分機匣環(huán)件難以承受過高的溫度，而 GH4738 高溫合金作為可承受更高溫度的高溫合金材料成為機匣環(huán)件的優(yōu)先選擇。

GH4738的概述：

GH4738是Ni-Cr-Co基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在815℃以下。合金加入鈷、鉻和鉬元素進(jìn)行固溶強化加入鋁、鈦元索形成了沉淀強化相，加入硼、鋯元素凈化和強化品界。

GH4738是Ni-Cr-Co是沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在815℃以下。合金加入鈷、鉻和鉬元素進(jìn)行固溶強化，加入鋁、鈦元素形成γ’相，加入硼、鋯元素凈化和強化晶界。合金在760℃~870℃具有較高的屈服強度和抗疲勞性能；在870℃以下的燃?xì)鉁u輪氣氛中具有較高的抗氧化性能和抗腐蝕性能；適用于制作渦輪盤，工作葉片、高溫緊固件、火焰筒、軸和渦輪機匣等零件。主要產(chǎn)品有冷軋帶和熱軋板材、管材、帶材、絲材、鍛件和螺栓緊固件等。

GH4738高溫合金以用于制作航空發(fā)動機的渦輪盤、葉片和密封環(huán)件等，以及煙氣渦輪機葉片、渦輪盤和大型螺栓等。該合金在國外廣泛應(yīng)用余航空、航天、石油、化工及發(fā)電等設(shè)備領(lǐng)域，如氣壓機葉片、渦輪盤、閥體環(huán)形件和軸類等傳動件。

GH4738高溫合金在噴氣發(fā)動機或相似的工作條件下所遇到的各種氣氛中，都具有較好的抗氧化和耐蝕性能，連續(xù)工作的抗氧化溫度可達(dá)1040℃，間斷工作可達(dá)870℃，合金對鹽霧腐蝕抗力也比較好，尤以固溶處理狀態(tài)良好，棒材經(jīng)1080℃×4h/AC﹢穩(wěn)定化﹢時效處理后，在650℃、750℃和815℃的缺口持久實驗表明該合金無缺口敏感性。合金經(jīng)650℃和730℃長期時效至3000h后無新相析出，組織穩(wěn)定。

GH4738高溫合金化學(xué)成分

C：0.03-0.10

Cr：18.0-21.0

Ni：余量

Mo：3.50-5.00

Co：12.0-15.0

Al：1.20-1.60

Ti：2.75-3.25

Fe：≤2.00

1. Q/5B 4017、6-0044、6-0045、QJ/DT 01.63056、QJ/DT 01.63080和QJ/DT 01.63099要求檢驗的雜質(zhì)元素范圍，具體元素和質(zhì)量分?jǐn)?shù)指標(biāo)見標(biāo)準(zhǔn)原件。

熱處理制度

摘自HB/Z 140、 Q/5B 4017、6-0044、6-0045、QJ/DT 01.63056、QJ/DT 01.63080、QJ/DT 01.63099和文獻(xiàn)、文獻(xiàn)

各品種的完全熱處理包括：固溶處理+穩(wěn)定化處理+時效處理。其中：

固溶處理，各品種分別為：

A 冷拉棒材，（1040~1080）℃±10℃×（1~4）h/AC或更快冷卻；

B 熱軋棒材，1080℃±10℃×4h/AC或更快冷卻；

C 冷拉絲材,(996~1038) ℃±10℃×4h/AC或風(fēng)冷；

D 冷軋板材、帶材，退火處理（供應(yīng)狀態(tài)）：±10℃/AC或更快冷卻，保溫≤30min；帶材固溶處理在保護(hù)氣氛中進(jìn)行，995℃±15℃×2h±0.25 h/AC或更快冷卻；

E 鍛制棒材、盤鍛件、環(huán)形件，（1000~1040）℃±10℃×4h/AC或更快冷卻。

穩(wěn)定化處理： 845℃±8℃×2h±0.25 h/AC。

時效處理：760℃±8℃×15h±1 h/AC。

GH738組織結(jié)構(gòu)

4.1 GH738相變溫度 合金中γ′相的溶解溫度為980～1050℃，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(zhuǎn)變曲線

4.3 GH738合金組織結(jié)構(gòu) 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，除奧氏體基體外，還有γ′相，其化學(xué)式為(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039

GH4738合金是一種γ′相沉淀強化的鎳基變形高溫合金，國際相近合金牌號為 Waspaloy。該合金在760~870 ℃之間具有較高的屈服強度、抗疲勞裂紋擴展性能、耐蝕性能，因此在航空航天、石油化工等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，適用于制造渦輪盤、葉片、環(huán)形件、螺栓緊固件等。主要產(chǎn)品有冷軋和熱軋板材、管材、帶材、經(jīng)材和鍛材、鑄件和螺栓緊固件等。

晶界氧化對GH4738疲勞裂紋擴展的作用：

(1) 隨溫度升高，GH4738合金的疲勞裂紋擴展速率顯著增加，當(dāng)晶粒尺寸為30~40 μm、初始應(yīng)力強度因子幅度ΔK為40 MPa·m1/2時，GH4738合金疲勞裂紋擴展壽命在650~700 ℃內(nèi)顯著下降，存在一個溫度的敏感區(qū)。合金的斷裂方式由650 ℃時的穿晶和沿晶混合型向更高溫下的沿晶斷裂轉(zhuǎn)變。

(2) GH4738合金的疲勞裂紋擴展行為存在溫度敏感區(qū)間并不是由于材料的組織和力學(xué)性能的變化，主要是高溫下O的氧化作用所致。

(3) 高溫下O通過裂紋尖端、滑移帶間接進(jìn)入晶界或O直接滲入晶界的方式，與晶界處的活性元素(Co、Ti、Al)反應(yīng)生成脆性氧化物，降低了晶界強度，從而使合金的抗疲勞性能顯著下降。