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gh80a
材料牌號:gh80a高溫合金
英國牌號:nimonic80a
一、gh80a高溫合金概述:gh80a是以鎳-鉻為基體,添加鋁、鈦形成γ′相彌散強(qiáng)化的高溫合金,除鋁含量略高外,與gh4033相近,使用溫度700~800℃,在650~850℃具有良好的抗蠕變性能和性能。該合金冷、熱加工性能良好,主要供應(yīng)熱軋棒材、冷拉棒材、熱軋板材、冷軋板材、帶材以及環(huán)形件等,用于制造發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子葉片、導(dǎo)向葉片支座、螺栓、葉片鎖板等零件。1、gh80a材料牌號:gh80a。2、gh80a相近牌號:nimonic80a(英國)。3、gh80a材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):
4、gh80a化學(xué)成分:見表1-1。表1-1 %
c≤ si≤ mn≤ p≤ s≤ cr≥ ni≥ cu≤ b≥
0.04-0.10 0.80 0.40 0.020 0.015 18.0-21.0 余量 0.20 0.008
n≤ al≤ ti≤ fe≤ co≤ ag≤ bi≤ pb≤
- 1.0-1.80 1.80-2.70 1.50 2.00 0.0005 0.0001 0.002
注:b按計(jì)算量加入,允許加入微量的ce、zr、mg元素。5、gh80a熱處理制度:葉片用棒材為:1080℃&plun;10℃,8h,空冷+700℃&plun;5℃,16h,空冷。熱軋、鍛制及冷拉棒材:按表1-2的規(guī)定進(jìn)行。軋制環(huán)件:(1050~1080℃)&plun;10℃,不大于2h,水冷+750℃&plun;5℃(或+700℃&plun;5℃),4h(或16h),空冷。熱軋板材、冷軋薄板和帶材為:供應(yīng)狀態(tài)+750℃&plun;10℃,4h,空冷。表1-2
材料類型 固溶處理制度 時(shí)效制度
熱加工用熱軋(或鍛制)棒材 1080℃&plun;10℃,8h,空冷 700℃&plun;5℃,16h,空冷或750℃&plun;5℃,4h,空冷
熱加工用熱軋
(或鍛制)棒材 按制度①或②進(jìn)行
①1080℃&plun;10℃,保溫時(shí)間按表1-3規(guī)定,油冷或水冷或空冷。(正常情況,d≥40mm,油冷)
②1080℃&plun;10℃,保溫時(shí)間按表1-3規(guī)定,空冷+1080℃&plun;10℃,保溫30min,水冷
冷拉棒材 1080℃&plun;10℃,保溫時(shí)間按表1-4規(guī)定,水冷或空冷。
表1-3
直徑/mm 保溫時(shí)間/h 直徑/mm 保溫時(shí)間/h
≤3 1 >6~12.5 4
>3~6 2 >12.5 8
表1-4
直徑或較小截面尺寸/mm 保溫時(shí)間/min 直徑或較小截面尺寸/mm 保溫時(shí)間/min
≤15 15~30 >15~25 30~45
6、gh80a品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài):供應(yīng)直徑d20~55mm的葉片用熱軋棒材、直徑不大于300mm的熱軋或鍛制棒材。冷拉棒材供應(yīng)直徑8~45mm圓棒及內(nèi)切圓直徑d8~36mm的六角形棒材。供應(yīng)外徑1000mm、內(nèi)徑900mm、高度130mm的軋制形件。供應(yīng)厚度不大于9.5mm的熱軋板材、厚度不大于4.0mm的冷軋薄板材,厚度不大于0.8mm的冷軋帶材。葉片用熱軋棒材不經(jīng)熱處理供應(yīng),其表面應(yīng)全部磨光或車光。機(jī)加工用熱軋棒材經(jīng)固溶處理并除氧化皮狀態(tài)供應(yīng)。鐓鍛用冷拉棒材以冷拉并磨光狀態(tài)供應(yīng),機(jī)加工用冷拉棒材以冷拉經(jīng)固溶處理并除氧化皮狀態(tài)供應(yīng),熱加工用棒材以制造狀態(tài)并除氧化皮供應(yīng)(對鍛造廠用棒材應(yīng)車光后供應(yīng),其表面粗糙度應(yīng)不小于3.2μm)。軋制環(huán)形件以固溶處理和粗加工狀態(tài)供應(yīng)。熱軋板材、冷軋板材和帶材經(jīng)軟化處理、堿酸洗、切邊和平整或矯直后供應(yīng)。7、gh80a熔煉與鑄造工藝:葉片用棒材和板材采用真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔工藝。軋制環(huán)形件與熱軋、鍛制及冷拉棒材采用感應(yīng)熔煉加電渣重熔,或真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔,或真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔工藝。8、gh80a應(yīng)用概況與特殊要求:該合金主要用作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子葉片、導(dǎo)向葉片支座、扇形件安裝環(huán)、螺栓、葉片鎖板等零件。二、gh80a物理及化學(xué)性能:
1、gh80a熱性能: (1)、gh80a熔化溫度范圍:熔點(diǎn)1405℃[1]。(2)、gh80a熱導(dǎo)率:見表2-1。表2-1[1]
θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ/(w/(m·℃)) 12.11 13.83 15.48 16.75 18.39 20.93 23.48 25.57 27.66
(3)、gh80a線膨脹系數(shù):見表2-2。2、gh80a密度:ρ=8.15g/cm3[2]。表2-2[2]
θ/℃ 16~100 16~200 16~300 16~400 16~500 16~600 16~700
α/10-6℃-1 12.18 12.86 13.69 14.08 14.50 14.94 15.36
3、gh80a電性能:室溫ρ=1.23×10-6ω.m[1]。4、gh80a磁性能:無磁性。5、gh80a化學(xué)性能:gh80a性能:在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率見表2-3。表2-3[3]
θ/℃ 700 750 800
氧化速率/(g/(m2·h)) 0.037 0.041 0.047
三、gh80a力學(xué)性能:gh80a渦輪葉片用棒材規(guī)定性能見表3-1。表3-1
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 試樣串聯(lián)對數(shù) 持久性能
θ/℃ σ/mpa 斷裂時(shí)間/h
單個(gè)值 平均值 范圍值(rmax)=(f)·()
ws9-7009-1996 3 750 340 ≥23 ≥32 ≤0.6×實(shí)際平均值
四、gh80a組織結(jié)構(gòu):
1、gh80a相變溫度:
2、gh80a時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線:
3、gh80a合金組織結(jié)構(gòu):葉片毛坯按不同熱處理規(guī)范處理的組織特征:1080℃&plun;10℃,8h,空冷處理:在1080℃時(shí)基體中的γ′相和一些m7c3及m23c6型晶界碳化物溶入固溶體。在冷卻過程中晶界形成m7c3和m23c6型富鉻碳化物。m7c3大約在1000℃以上沉淀出來,并在較低溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)閙23c6。m23c6在750~1000℃析出,也能獨(dú)立成核,生成晶界碳化物。所以在1080℃&plun;10℃,8h,空冷處理后,晶界上呈現(xiàn)出不連續(xù)狀態(tài)的m7c3和m23c6,晶內(nèi)有γ′相和mc。1080℃&plun;10℃,8h,空冷+700℃&plun;5℃,16h,空冷處理:合金在固溶組織的基礎(chǔ)上經(jīng)700℃&plun;5℃,16h時(shí)效,晶界上的m7c3繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)閙23c6,所以在晶界上沉淀出叫連續(xù)的m23c6,晶內(nèi)的γ′相也長大成球形質(zhì)點(diǎn)[4]。五、gh80a工藝性能與要求:
1、gh80a成形性能:(1)、gh80a鍛造:合金具有良好的鍛造性能。鋼錠加熱溫度1120~1150℃,開鍛溫度不低于1000℃。停鍛溫度不低于950℃[2]。(2)、gh80a熱軋板:軋制加熱溫度1120~1150℃,停軋溫度不低于930℃[2]。(3)、gh80a渦輪葉片的鍛造:渦輪葉片用毛坯應(yīng)按規(guī)定的工序要求噴涂防護(hù)潤滑劑,待烘干后方可入爐加熱。零件毛坯在電爐中加熱,裝爐溫度800℃&plun;20℃,保溫60min,加熱溫度1090℃&plun;10℃,保溫35min,開鍛溫度1090℃,停鍛溫度950℃,在臥鍛機(jī)上頂鍛,鍛前用二化鉬潤滑模膛。零件毛坯鍛造中間工序應(yīng)進(jìn)行固溶處理,加熱溫度1130℃&plun;10℃,保溫60min,空冷。吹砂后,再按規(guī)定的工序要求噴涂防護(hù)潤滑劑,烘干后入爐加熱。零件毛坯再按上述規(guī)定進(jìn)行裝爐、加熱、保溫,并在曲柄壓力機(jī)上進(jìn)行終鍛,鍛前用二化鉬潤滑模膛。2、gh80a焊接性能:合金可以進(jìn)行自動對接氬弧焊和縫焊。(1)、gh80a不加焊絲的自動鎢氬弧焊(對接)規(guī)范:見表5-1。表5-1[2]
厚度/mm 焊前狀態(tài) 電流/a 電壓/v 焊速/(m/min) 墊板 氣體流量/(l/min) 背面氣體流量/(l/min) 鎢直徑/mm 焊嘴直徑/mm
槽寬 槽深
1.2 軟態(tài) 55 10~12 0.21 4.57 1.5 10~15 5~6 2~4 10~14
注:焊前用砂布打磨試樣并用清洗,厚度不大于1.2mm板材不加充焊絲,一次焊接成形。(2)、gh80a焊縫規(guī)范:見表5-2。表5-2[2]
厚度/mm 焊前狀態(tài) 滾盤寬/mm 功率級 電壓/v 脈沖格 休止格 熱量格 焊接速度/(m/min) 電壓力/n
上 下
1.2 軟態(tài) 5.5 6.5