GH605高溫合金

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GH605鈷基變形高溫合金

材料牌號(hào)：GH605（GH5605）
相近牌號(hào)：L605/HS25/WF-11/AIS1670
美國牌號(hào)：UNSR30605
法國牌號(hào)：KC20WN
一、GH605概述
????GH605是以20Cr和15W固溶強(qiáng)化的鈷基高溫合金，在815℃以下具有中等的持久和蠕變強(qiáng)度，在1090℃以下具有優(yōu)良的抗氧化性能，同時(shí)具有滿意的成形、焊接等工藝性能。適用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和導(dǎo)向葉片等要求中等強(qiáng)度和優(yōu)良的高溫抗氧化性能的熱端高溫零部件。也可在航天發(fā)動(dòng)機(jī)和航天飛機(jī)上使用?？缮a(chǎn)供應(yīng)各種變形產(chǎn)品，如薄板、中板、帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。
1.1?GH605材料牌號(hào)?GH605。
1.2?GH605相近牌號(hào)?L605,HS25,WF-11,AlS1670,UNSR30605(美國)、KC20WN(法國)。
1.3?GH605材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)????
1.4?GH605化學(xué)成分??見表1-1。

1.6?GH605品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)?可以供應(yīng)δ≤14mm的熱軋中板、δ≤4mm的冷軋板材、δ0.05～0.80mm的冷軋帶材、δ0.20～0.80mm的冷硬帶材、d0.2～10.0mm的焊絲、d≤300mm的棒材和各種直徑及壁厚的環(huán)形件。中板和薄板經(jīng)固溶、堿酸洗、切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)固溶、堿酸洗、切邊后成卷供應(yīng)；冷硬帶材經(jīng)固溶、冷軋、退火、拋光和切邊后供應(yīng)；焊絲以硬態(tài)、半硬態(tài)、固溶加酸洗、光亮固溶處理狀態(tài)成盤交貨，也可以直條交貨；環(huán)形件經(jīng)固溶處理粗加工或除氧化皮后供應(yīng)；機(jī)加工用棒材經(jīng)退火后酸洗或磨光后供應(yīng)，熱加工用棒材可經(jīng)退火并磨光后交貨。
1.7?GH605熔煉與鑄造工藝?合金采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐熔煉后再經(jīng)電渣重熔，或采用真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔。
1.8?GH605應(yīng)用概況與特殊要求?主要在引進(jìn)機(jī)種上使用，用于制造導(dǎo)向葉片、渦輪外環(huán)、外壁、渦流器、封嚴(yán)片等高溫零部件。該合金對(duì)硅含量很敏感，硅可促使合金在760～925℃之間暴露時(shí)形成Co2W型L相，從而使合金的室溫塑性下降，因此合金中的硅含量應(yīng)控制小于0.4%。

? ?二、GH605物理及化學(xué)性能? ??

2.1?GH605熱性能

2.1.1?GH605熔化溫度范圍??1330～1410℃。
2.1.2?GH605熱導(dǎo)率??見圖2-1。
2.1.3?GH605比熱容?合金于20～100℃時(shí)的比熱容c=377J/(kg·℃)。
2.1.4?GH605線膨脹系數(shù)?見表2-1。

2.5.2?GH605耐腐蝕性能
2.5.2.1?GH605合金在含1%硫的柴油和含5-6海鹽的空氣中于870～1040℃下在燃燒裝置上作動(dòng)態(tài)熱腐蝕試驗(yàn)的結(jié)果見圖2-8。GH605、GH3536等5種合金板材，在燃?xì)馑俣葹?m/s，燃燒空氣種含5-6或5-5海鹽，N0.2號(hào)燃油中含0.3%～0.45%硫，空氣-油的比例為30:1，試驗(yàn)中試樣旋轉(zhuǎn)，并每隔1h試樣從900℃用冷空氣吹冷至260℃以下，如此在燃燒裝置上循環(huán)試驗(yàn)200h后的動(dòng)態(tài)熱腐蝕試驗(yàn)結(jié)果見圖2-9。?
三、GH605力學(xué)性能
GH605技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能?見表3-1。

三、GH605組織結(jié)構(gòu)
4.1?GH605相變溫度

4.2?GH605時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線?見圖4-1（合金經(jīng)1225℃，30min，水冷處理）。
?4.3?GH605合金組織結(jié)構(gòu)?合金經(jīng)時(shí)效后可析出一些碳化物和金屬間化合物，包括M7C3、M23C6、M6C、α-Co3W、β-Co3W、L-Co2W和μ-Co7W6。合金在800℃時(shí)效時(shí)析出順序?yàn)?M7C3)、M23C6、M6C、L-Co2W和μ-Co7W6。700℃時(shí)效時(shí)析出順序?yàn)?M7C3)、M23C6、M6C、(α-Co3W)、β-Co3W和L-Co2W。在800℃和更高溫度時(shí)效時(shí)，時(shí)效硬化主要是由于析出M23C6、M6C和L-Co2W相。在700℃或更低溫度時(shí)效，主要析出碳化物和β-Co3W。α-Co3W為有序面心立方體結(jié)構(gòu)，與基體共格，在長期時(shí)效后轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蛎芘帕降摩?Co3W，使合金強(qiáng)化。
五、GH605工藝性能與要求
5.1?GH605成形性能?合金具有滿意的冷熱成形性能。熱加工溫度范圍為1200～980℃，鍛造溫度應(yīng)足夠高以減少晶界碳化物，也應(yīng)足夠低以控制晶粒度，適宜的鍛造溫度約為1170℃。鍛造時(shí)應(yīng)注意防止角裂。加熱爐氣氛應(yīng)為中性或弱氧化性。加熱保溫時(shí)間約每25mm厚度1h，鍛造后可以任意速度冷卻。合金固溶狀態(tài)了進(jìn)行各種冷成形工序，但要求采用功率較大的成形設(shè)備。由于合金冷作硬化速度較大，冷成形時(shí)需要進(jìn)行多次中間退火，在板材和其他產(chǎn)品成形時(shí)，在230℃進(jìn)行加熱時(shí)有益的。??
5.2?GH605焊接性能?合金可用熔焊、電阻焊惡化釬焊等方法進(jìn)行連接。熔焊時(shí)可采用手工或自動(dòng)的惰性氣體保護(hù)電話很難，采用較小的能量輸入，以鎢極或HGH605焊絲作電極。不推薦采用埋弧焊，以免引起大晶粒和脆化。應(yīng)在固溶狀態(tài)而不在冷加工狀態(tài)進(jìn)行熔焊。焊后需進(jìn)行快速冷卻，最好進(jìn)行焊后退火，以消除在760～980℃可能產(chǎn)生的任何脆化。?
5.3?GH605零件熱處理工藝?推薦下列固溶處理工藝。
鍛棒和鍛件：1230℃，水冷；
中板：1200℃，水冷；
薄板和帶材：1175～1200℃，水冷或快速空冷。
保溫時(shí)間約為每25mm后1h，但至少15mm。
鉚釘應(yīng)在1160～1190℃固溶處理10～20min，隨后水冷或快速冷卻。
固溶處理的材料冷加工后可在480～650℃時(shí)效4～16h（最好在600℃時(shí)效4h），可提高980℃以下的持久蠕變強(qiáng)度。適宜的冷加工量為15%～45%。
5.4?GH605表面處理工藝?固溶處理時(shí)生成的表面氧化皮可用吹砂或堿酸洗方法消除。堿酸洗工藝如下：

①浸入370℃的氫氧化物溶液中15min；

②浸入60～70℃的8%～12%的硫酸中10～15min；

③浸入溫度為50～70℃的12%～15%的硝酸＋1%～3%氫氟酸的混合溶液中15min。每次工序后應(yīng)在水中沖洗干凈。
5.5?GH605切削加工與磨削性能?合金可滿意地進(jìn)行切削和磨削加工。