高温合金管GH4145时效强化的镍基合金成分
GH4145主要是以γ"[Ni3(Al、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍基高温合金,在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能,800℃以下具有较高的强度,540℃以下具有较好的耐松弛性能,同时还具有良好的成形性能和焊接性能高温合金管 。该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。还可用于制造汽轮机涡轮叶片等零件。可供应的品种有板材、带材、棒材、锻件、环形件、丝材和管材。
GH4145化学成分:
碳C:≤0.08
铬Cr:14.0~17.0
镍Ni:≥70.0
铝Al:0.40~1.00
钛Ti:2.25~2.75
铁Fe:5.00~9.00
铌Nb+Ta:0.70~1.20
钴Co:≤1.00
锰Mn:≤1.00
硅Si:≤0.50
硫S:≤0.010
铜Cu:≤0.50
磷P:≤0.015
元素性能一览表:
碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%高温合金管 。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅高温合金管 。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%高温合金管 。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
磷(P):在一般情况下,磷是钢中元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏高温合金管 。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
硫(S):硫在通常情况下也是元素高温合金管 。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性高温合金管 。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
铜(Cu):铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能高温合金管 。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性高温合金管 。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)高温合金管 。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料高温合金管 。
钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素高温合金管 。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂高温合金管 。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
钒(V):钒是钢的优良脱氧剂高温合金管 。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降高温合金管 。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。在铁基中加入以铌为主的微合金元素组成的合金。
注:表中Mn、Si为棒、锻件、环形件和丝材含量,板材、带材和管材为:Mn≤0.35%,Si≤0.35%高温合金管 。
GH4145处理工艺:板、带、管材供应状态的固溶热处理制度980℃±15℃,空冷高温合金管 。材料及零件的中间热处理制度,可分别选择下列工艺进行热处理。
退火:955~1010℃,水冷高温合金管 。
焊接件焊接前退火:980℃,1h高温合金管 。
焊接件消除应力退火:900℃,保湿2h高温合金管 。
消除应力退火:885℃±15℃,24h,空冷高温合金管 。
GH4145品种规格:可以供应各种规格的棒材、锻件、环形件、热轧板、冷轧板、带材、管材和丝材高温合金管 。
板材和带材一般于热轧或冷轧、退火或固溶、酸洗抛光后供应高温合金管 。
棒材、锻件和环形件可于锻态或热轧状态供应;也可于锻后固溶处理供应;棒材可于固溶后磨光或车光供应,当订单有要求时,可于冷拉状态就位高温合金管 。
丝材可于固溶状态供应;对于标称直径或厚度在6.35mm以下的丝材,可固溶后并以50%~65%的冷拉变形供应;标称直径或边长大于6.35mm的丝材,固溶处理后以不小于30%的冷拉变形供应高温合金管 。对于标称直径或边长不大于0.65mm的丝材,根据要求固溶处理后以不小于15%的冷拉变形供应。
GH4145铸造工艺:合金采用电弧炉加真空自耗重熔、真空感应加电渣、电渣加真空自耗重熔或真空感应加真空自耗重熔高温合金管 。
GH4145应用概况:该合金主要用于制造航空发动机工作温度在540℃以下的耐腐蚀的平面波形弹簧、周向螺旋弹簧、螺旋压簧、弹簧卡圈和密封圈等零件高温合金管 。