GH4145合金主要是一种经γ′[Ni3(al,Ti,Nb)]相时效的镍基高温合金。GH4145在980℃以下具有良好的耐蚀性和抗氧化性,800℃以下具有较高的强度,540℃以下具有良好的抗松弛性能,具有良好的成形性和焊接性。GH4145合金主要用于制造540℃以下工作的高强度、耐腐蚀的环形件、结构件和螺栓、中低应力、抗松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。GH4145也可用于制造涡轮叶片和其他零件。
GH4145化学成分:
C≤ | Si≤ | Mn≤ | P≤ | S≤ | Cr≥ | Ni≥ | Mo≥ | Cu≤ |
0.08 | 0.50 | 1.00 | 0.015 | 0.010 | 14.0-17.0 | 70.0 | - | 0.50 |
其他 | N≤ | Al≤ | Ti≤ | Fe≤ | Co≤ | V≤ | W≤ | Nb+Ta |
0.40-1.00 | 2.25-2.75 | 5.0-9.0 | 1.00 | 0.70-1.20 |
注:表中Mn、Si是指棒材、锻件、环形件、线材的含量,板带材和管材的含量为:ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。
GH4145热处理:供应状态下板带管固溶热处理系统为980℃±15℃,风冷。可选择中间材料和热处理系统进行以下热处理。
(1) 退火:955~1010℃,水冷。(2) 焊前退火:980℃,1H。(3) 消除应力退火:900℃2h。(4) 消除应力退火:885℃±15℃,24h,风冷。GH4145板材和带材一般在热轧或冷轧、退火或固溶、酸洗和抛光后供应。GH4145棒材、锻件、环件可按锻造或热轧形式供货;也可锻后固溶处理供货;棒材可经固溶抛光或车削后供货,订货时可按冷拔状态就位。GH4145管道在固溶处理和除垢后供应。
GH4145线材可采用固溶状态供货;公称直径或厚度小于6.35mm的线材,经固溶处理后可进行50%-65%的冷拔变形;公称直径或边长大于6.35mm的线材,经固溶处理后,冷拔变形量不小于30%。公称直径或边长不大于0.65mm的导线,固溶处理后,要求冷拔变形不小于15%。
GH4145熔铸工艺:采用电弧炉+真空自耗重熔、真空感应+电渣、电渣+真空自耗重熔或真空感应+真空自耗重熔。
GH4145应用情况及特殊要求:InconelX-750合金主要用于制造工作温度540℃以下的航空发动机耐腐蚀平面波弹簧、环向螺旋弹簧、螺旋压力弹簧、弹簧卡环和密封圈。
GH4145导热系数如下:
θ/℃ | 50 | 100 | 300 | 500 | 900 |
λ/(W/(m·℃)) | 14.7 | 15.9 | 20.1 | 25.1 | 37.3 |
GH4145线膨胀系数:
θ/℃ | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 |
α/10-6℃-1 | 13.1 | 13.5 | 14.1 | 14.4 | 15.0 | 15.6 | 16.2 |
GH4145密度:ρ=8.25g/cm3[7]。
GH4145电性能:电阻率ρ=1.22×10-6Ω。在50℃下。
GH4145技术标准规定的带材、板材和管材的室温力学性能如下:
品种 | 规格δ/mm | 热处理制度 | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ4D/% | φ/% | HRC |
带材 | 交货状态 | ≤930 | - | ≥18 | - | - | |
交货状态+730℃±10℃,8h,炉冷55℃/h或空冷到620℃±10℃,8h,空冷,总时效时间不小于18h | ≥1105 | - | ≥12 | - | ≥30 | ||
板材 | ≤0.60 | 交货状态 | ≤930 | ≤515 | ≥30 | - | - |
>0.60 | ≤930 | ≤515 | ≥35 | - | - | ||
板材 | 交货状态+730℃±10℃,8h,炉冷55℃/h或空冷到620℃±10℃,8h,空冷,总时效时间不小于18h | ≥1170 | ≥795 | ≥18 | - | ≥32 | |
管材 | 交货状态 | ≤965 | ≤550 | ≥35 | - | - | |
交货状态+730℃±10℃,8h,炉冷55℃/h或空冷到620℃±10℃,8h,空冷,总时效时间不小于18h | ≥1170 | ≥790 | ≥15 | - | - |
注:输送状态为固溶体980℃±15℃,保持适当时间,风冷或快冷,去除氧化皮。
GH4145棒材、锻件和环件的应力断裂性能如下表:
θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ4D/% |
730℃±3℃ | 362 | ≥23 | ≥5 |
GH4145组织结构如下:
GH4145的相变温度:γ′相的析出温度约为600℃,析出峰约为800℃,溶解开始于900℃,几乎全部在970℃溶解。
GH4145合金的时温组织转变曲线。
GH4145合金的显微组织:标准热处理后,inconelx-750合金组织由γ基体、Ti(C,n)、Nb(C,n)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(al,Ti,Nb)]相组成。γ′含量约为14.5%,是合金的主要强化相。
GH4145工艺性能及要求:
GH4145合金的成形性能:合金的锻造温度在1220~950℃之间。为了获得良好的终锻或棒材的组织和性能,后续的锻造加热温度应在相应的较低温度下进行。终锻温度不应低于950℃。合金在剧烈成形后应进行固溶处理。
GH4145焊接性能:该合金具有良好的焊接性能,可用于各种焊接,但对于大截面零件难以焊接,而对于小截面零件和薄板则更好。焊接必须在退火或固溶处理后进行,焊后应进行消除应力处理,湿度应保持在980℃0.5h或900℃保持2h,时效处理后,可获得接近完全热处理状态下焊接组件的强度。
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