详细介绍:
镍基变形高温合金GH738
材料牌号:GH738、GH738 (GH4738)
美国牌号:Waspaloy
法国牌号:NC20K14
一、GH738概述
GH738是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金,具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能,工艺塑性良好,组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件,使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。
1.1 GH738材料牌号 GH738
1.2 GH738相近牌号 Waspaloy(美国),NC20K14(法国)
1.3 GH738材料的技术标准
1.4 GH738化学成分 见表1-1。
表1-1 %
C
|
Cr
|
Ni
|
Co
|
Mo
|
Al
|
Ti
|
0.03~0.10
|
18.0~21.0
|
余
|
12.0~15.0
|
3.50~5.00
|
1.20~1.60
|
2.75~3.25
|
B
|
Zr
|
Fe
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
Cu
|
不小于
|
0.003~0.010
|
0.02~0.08
|
2.0
|
0.10
|
0.15
|
0.015
|
0.015
|
0.10
|
注:微量杂质为ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。
1.5 GH738热处理制度 1080℃±10℃,4h,空冷+840℃,24h,空冷+760℃,16h,空冷。
1.6 GH738品种规格和供应状态 可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等,通常不经热处理交货,板材固溶处理后交货。
1.7 GH738熔炼和铸造工艺 采用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。
1.8 GH738应用概况与特殊要求 该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机,主要用作涡轮叶片及涡轮盘等转动件,有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高,在国内较少采用。
二、GH738物理及化学性能
2.1 GH738热性能
2.1.1 GH738熔化温度范围 1330~1360℃。
2.1.2 GH738热导率 见表2-1。
表2-1[1]
θ/℃
|
360
|
460
|
545
|
640
|
770
|
855
|
985
|
λ/(W/(m·℃))
|
16.8
|
18.3
|
20.2
|
22.4
|
24.1
|
25.3
|
28.0
|
2.1.3 GH738比热容 见表2-2。
表2-2[1]
θ/℃
|
360
|
460
|
545
|
640
|
770
|
855
|
985
|
c/(J/(kg.℃))
|
515
|
540
|
573
|
603
|
640
|
665
|
707
|
2.1.4 GH738线膨胀系数 见表2-3。
表2-3[1]
θ/℃
|
20~100
|
20~200
|
20~300
|
20~400
|
20~500
|
20~600
|
20~700
|
20~800
|
20~900
|
α/10-6℃-1
|
12.47
|
12.73
|
13.04
|
13.53
|
13.97
|
14.47
|
15.05
|
15.68
|
15.95
|
2.2 GH738密度 ρ=8.22g/cm3。
2.3 GH738电性能
2.4 GH738磁性能 合金无磁性。
2.5 GH738化学性能
2.5.1 GH738抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。
2.5.2 GH738耐腐蚀性能 合金抗盐雾腐蚀能力良好。
表2-4[1]
θ/℃
|
900
|
1000
|
氧化速率/(g/(m2· h))
|
0.083
|
0.226
|
三、GH738力学性能
3.1 GH738技术标准规定的性能 见表3-1。
表3-1
拉伸性能
|
HBS
|
持久性能
|
θ/℃
|
σb/MPa
|
δ5/%
|
φ/%
|
θ/℃
|
σ/MPa
|
t/h
|
δ5/%
|
不小于
|
不小于
|
815
|
608
|
20
|
32
|
299~387
|
815
|
328
|
23
|
8
|
四、GH738组织结构
4.1 GH738相变温度 合金中γ′相的溶解温度为980~1050℃,开始从基体中析出温度为630℃,析出峰值温度为800℃。合金中M23C6碳化物相的开始析出温度为700℃,完全溶解温度为1020℃。
4.2 GH738时间-温度-组织转变曲线
4.3 GH738合金组织结构 经标准热处理后,除奥氏体基体外,还有γ′相,其化学式为(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕迹),该相总量占合金重量的20%。此外,还有M23C6型碳化物,其化学式近似为(Cr0.746Mo0.094Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外,还有少量的Ti(CN)和TiN等相。
该合金经650℃和730℃长期时效至3000h,γ′相的数量变化不明显,分别约有3%和1%左右的补充析出,γ′相大小分别从146nm长大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6转化,碳化物总量略有增加,从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效过程中无新相析出,组织稳定。
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一、蒙乃尔: Monel400、NO4400、Alloy400;NO5500、MonelK500
二、上海蓝东实业英科乃尔: UNS N06600、Inconel600、Alloy600、Inconel601、Alloy601;UNS N06625、1A97铝合金、Alloy625;Inconel690 Incondl718 InconelX-750
三 、Carpenter20合金: Alloy20 cb-3、UNS NO8020
四、英科:UNS S66286/Incoloy A-286、Incoloy800,UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H,Incoloy825、Incoloy926/1.4529,1.4562 、Nimonic80A、Incoloy901Din 1.4898
五、哈氏合金: Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、Hastelloy G30
六、固溶强化性铁镍基合金: NS111、NS112、NS141、NS142、
七、固溶强化型镍基合金: NS312、NS313、NS321、NS322、NS331、NS334、 NS335、
八、时效强化型镍基合金: NS411
九、上海蓝东实业固溶强化型铁基合金: GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140
十、时效硬化性铁基合金: GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、
十一、固溶强化型镍基合金: GH3030、GH3039、GH3044、GH3028
十二、时效硬化型镍基合金: GH4033、、GH4049、GH4133、
十三、奥氏体不锈钢: UNS N08904/904L/1.4539、Nitronic60/UNS S21800、nitronic50/XM-19/UNS S20910、316Ti、316N、316LN、316LMod、317L、317LN、310S、1Cr25Ni20Si2、1Cr20Ni14Si2、2Cr25Ni20、1Cr18Ni9Ti、0Cr25Ni20、1Cr18Ni9、1Cr18Ni12MO2Ti 、2507/F53
十四、上海蓝东实业双相不锈钢: UNS S31803/F51/1.4462/2205、UNS S32750/F53/2507、S32760/F55、254SMo/S31254/F44/1.4547、329J1/S32900/1.4460、SAF2506、S32550/F61 F60/S32205
十五、沉淀硬化不锈钢:UNS S17400/17-4PH/SUS630/0Cr17NiCu4Nb、UNS S17700/17-7PH/SUS631
十六、其它:4J29 、4J36 Invar36 、4J34、4J42、SUS431/1Cr17Ni2、SUH660 A4,Al-6XN/N08367
十七、蓝东实业钛合金:TA1、TA2、TC4
十八、铝合金:6061、6063、7075、2A12、2A14、1050、5052等
十九、上海蓝东实业铜合金:C1100、C1020、C5441、QCr0.6-0.4-0.05、QCr0.5、QCr0.5-0.2-0.1、QBe0.3-1.5、HPb63-3、QSn4-4-4、QAl9-4、QSi1-3、QSn6.5-0.4、CuSn4、CuSn8、CuSn6、Pb104、Pb101、Pb103、C5212、C5111、C5191、C52100、C51100、QSn8-0.3、QSn4-0.3、QSn6.5-0.1、BZn18-26、BZn18-18、BMn3-12、BZn15-20、BMn40-1.5、C7701、C7521、C77000、C75200、C75400、Cu6Ni1.5Al、Cul3Ni3Al、QBe0.4-1.8、QBe0.6-2.5、QBe1.9-0.1、QBe1.9、CuZn39pb3、CZ101、CZ102、CZ103、CZ106、CZ107、CZ108、CZ109、CZ125、CZ119、CZ120、上海蓝东实业CZ121、CZ122、C1020等
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