详细介绍:
GH720Li(美国牌号为Udimet720Li)合金是由美国SpecialMetals公司开发的一种高强度、耐腐蚀、时效强化的新型镍基高温合金,主要用于制作在650~750℃下使用的压气机盘和涡轮盘以及在短时间内于900℃使用的涡轮盘。它目前已成功应用于BMWRolls Royce公司的BR700涡扇发动机及Allison公司的GMA2100、GMA3007、T406、T800航空发动机。
GH720Li作为一种高强度、耐腐蚀、沉淀强化型镍基高温合金,具有优异的高温综合性能。与其他镍基高温合金相比,该合金的突出特点是Al + Ti总量达到7. 5%的同时含碳量极低,使基体中主要强化相γ'(Ni3( Al, Ti)) 的体积分数大可达40%~50%,析出温度则高达1160℃左右。由于自身γ'相析出温度较高,且作为涡轮盘材料需具有均匀细晶组织以提供高抗拉强度及疲劳寿命,GH720Li 合金在实际生产中需在含有大量共格γ'相的两相区进行变形,其再结晶机制具有一定的特殊性。
GH4720Li是Ni-Cr-Co基沉淀硬化型变形高温合金,使用温度在750℃,合金具有较高的高温强度、抗疲劳和抗蠕变性能;具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能,以及长期组织稳定性,适合制作航空发动机涡轮轮盘和涡轮叶片,上海蓝东实业主要产品有热轧和锻制棒材、盘锻件等。
GH4720Li高温合金已用于制作航空发动机涡轮盘,并通过试车考核。也用于制作新一代战略导弹和大推力发动机整体涡轮转子,以及在750℃以下长期工作的地面燃气轮机涡轮盘等零部件。
GH4720Li高温合金铸锭中存在较严重的元件偏析,使铸锭热塑性较差,变形时易产生裂纹,且组织对热加工参数非常敏感,应选择等温锻造方式。合金经750℃×2000h长期时效后,未发现有害相析出。
摘自QJ/DT01.63044、YJ.0314和Q/GYB 05100见表
GH4720Li高温合金化学成分
元素
|
C
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Cr
|
Ni
|
Co
|
W
|
Mo
|
Al
|
Ti
|
Fe
|
B
|
Zr
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Cu
|
小
|
0.01
|
15.50
|
-
|
14.00
|
1.00
|
2.75
|
2025
|
4.75
|
-
|
0.01
|
0.025
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
大
|
0.02
|
16.50
|
余
|
15.00
|
1.50
|
3.25
|
2.75
|
5.25
|
0.50
|
0.02
|
0.05
|
0.20
|
0.15
|
0.015
|
0.002
|
0.10
|
热处理制度
摘自QJ/DT01.63044、YJ.0314和Q/GYB 0510,棒材和盘锻件的标准热处理制度为:(1080~1110)℃×2(2~4)h/OQ﹢650℃×24h/AC﹢760℃×16h/AC。
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蓝东实业技术中心介绍:各类合金元素对于高温合金的一些性能有以下影响:
1、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%。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。
2、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。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。
3、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%。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。
4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,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。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。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。
6、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。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。
7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。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。
8、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)。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。
9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。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。
10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。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。
11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。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。
12、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。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。
13、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。
14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。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。
15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。 钢铁材料中主要元素及其对组织和性能的影响
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耐腐蚀哈氏合金:
hastelloy C22, Hastelloy B2 B3 hastelloy C4
耐腐蚀英科耐尔不锈钢:
Inconel625, Inconel601, Inconel718, Inconel825, Inconel600,
耐高温合金:
GH3030,GH3044,GH2132,Inconloy A286,
耐蚀合金蒙乃尔铜镍合金:
Monel400 MonelK500
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