概述

GH903是一種高溫合金，其基礎(chǔ)成分包含鎳、鐵、鈷，通過鈦、鈮和鋁的沉淀強(qiáng)化而成。該合金具有在較寬溫度范圍內(nèi)低的熱膨脹系數(shù)和幾乎恒定的彈性模量。GH903合金擁有高強(qiáng)度、良好的熱疲勞性能、優(yōu)異的焊接性能和抗高壓氫脆等能力。它適用于制造航空、航天發(fā)動機(jī)在650℃以下工作的渦輪機(jī)匣、封嚴(yán)圈等多種部件，是實現(xiàn)發(fā)動機(jī)間隙控制技術(shù)的重要材料之一。該合金提供的主要產(chǎn)品包括棒材和環(huán)形件。

?材料牌號 GH903。

?相似牌號 Incoloy 903(美國)。

?材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) HB6574—1992 《GH903低膨脹合金環(huán)坯和環(huán)形件》。

?化學(xué)成分 見表。

?熱處理制度

845℃±10℃，1小時，空冷

720℃±10℃，8小時，以55℃/小時爐冷至620℃±10℃，8小時，空冷。

?品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)

提供各種規(guī)格的棒材、鍛件和環(huán)形件。熱加工用棒材、鍛坯和環(huán)坯將未經(jīng)熱處理表面處理后交貨，即不帶熱處理的車光或黑皮。

?熔煉與鑄造工藝

采用真空感應(yīng)加真空電弧重熔雙聯(lián)工藝冶煉。

應(yīng)用概況與特殊要求

該合金廣泛應(yīng)用于航空、航天工業(yè)以及精密電子儀器、儀表等領(lǐng)域。主要用于發(fā)動機(jī)的渦輪機(jī)匣、渦輪外環(huán)、導(dǎo)向器內(nèi)外環(huán)以及封嚴(yán)環(huán)等部件，可提高發(fā)動機(jī)效率，降低油耗。在國內(nèi)已在發(fā)動機(jī)上通過了試車考驗。本合金需采用溫加工強(qiáng)化工藝以獲得高的強(qiáng)度，合金中不含鉻，在較高溫度使用時需采用保護(hù)涂層。該合金有應(yīng)力加速晶界氧化脆化傾向，降低高溫缺口持久性能，這些特性限制了其擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

?物理及化學(xué)性能

?熱性能

熔化溫度范圍：1318～1393℃。

密度：8.23g/cm3。

力學(xué)性能

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見表。

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室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

?組織結(jié)構(gòu)

?相變溫度

?時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

合金中η-Ni?Ti相的析出動力學(xué)曲線見圖4-1，其析出峰在830～850℃之間。

?合金組織結(jié)構(gòu)

合金經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的組織由Y奧氏體(基體)和Y'、δ和NbC相組成。Y'-Ni?(Al、Ti、Nb)是合金的主要強(qiáng)化相，呈球形，數(shù)量約8.6% ，彌散分布在晶內(nèi)，尺寸約為30nm左右。在650℃長期(2000h)時效后，會形成兩種形狀的Y'相，即球形和方形，球形Y相尺寸變化不大，方形Y'相尺寸約為100nm，數(shù)量增加至15%。標(biāo)準(zhǔn)熱處理后η+δ相含量為0.15%，NbC相含量占0.17%。η相析出峰在830～850℃之間，標(biāo)準(zhǔn)熱處理后呈塊狀和針狀分布在晶界，起到阻止晶粒長大的作用，是該合金的組織控制相。經(jīng)650℃長期時效后，有些粗化，相和碳化物的總量增至1%左右。δ相是Ni?Nb相，當(dāng)合金中Nb/(Al+Ti)比高時析出，呈條狀或片狀。NbC相很穩(wěn)定，熱處理時不發(fā)生變化。鍛件組織是經(jīng)熱機(jī)械處理后拉長的晶粒組織。

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工藝性能與要求

?成形性能

合金在900～1100℃溫度范圍內(nèi)具有良好的工藝塑性，一次加熱變形的最大允許變形程度可達(dá)60%以上。

在1000℃下變形，當(dāng)變形量為40%時再結(jié)晶已基本完成，而在900℃下變形量達(dá)55%時再結(jié)晶才基本完成。在800℃下變形，變形程度增至30%均未發(fā)生再結(jié)晶。不同規(guī)格變形的試樣于950℃、1小時、空冷固溶處理后的再結(jié)晶圖見圖5-3。在900～1000℃溫度變形，如變形量>20%，則經(jīng)950℃固溶后均能獲得均勻細(xì)小的再結(jié)晶晶粒。

合金含鈮量較高，鑄錠有較大的偏析，熱加工前鑄錠需在1140～1160℃進(jìn)行30小時的均勻化處理。

合金具有良好的熱加工塑性。鑄錠和坯料的鍛造加熱溫度為1110℃±10℃，鍛造溫度范圍為1100～900℃。成品鍛件(如環(huán)形件)最后一道火采用溫加工，變形溫度范圍為850～750℃。變形量應(yīng)大于30%，以獲得高的強(qiáng)度和良好的缺口持久性能。

焊接性能

合金具有滿意的焊接性能，可用多種方法進(jìn)行焊接。但當(dāng)焊接時的溫度高于合金再結(jié)晶溫度時，可使焊縫周圍區(qū)域發(fā)生完全再結(jié)晶而導(dǎo)致金屬軟化，甚至產(chǎn)生缺口敏感。

?零件熱處理工藝

?表面處理工藝

為提高合金的抗氧化和耐腐蝕能力，在較高溫度下工作的零部件可采用料漿滲Al或料漿滲Al-Si涂層，并結(jié)合零件的熱處理工藝進(jìn)行滲涂和擴(kuò)散處理。涂層厚度約為15μm。

?切削加工和磨削性能

合金可以滿意地進(jìn)行切削加工。

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