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GH4163合金在極端環(huán)境下的卓越表現(xiàn)與應(yīng)用實例

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發(fā)布時間: 2024/12/11 11:28:00
 
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GH4163合金在極端環(huán)境下的卓越表現(xiàn)與應(yīng)用實例 詳細說明
  1.1 概述
GH4163是一種基于Ni-Cr-Co的沉淀硬化型變形高溫合金,其使用溫度上限可達850℃。該合金在800℃以下展現(xiàn)出卓越的抗氧化性能,同時具備高屈服強度和蠕變強度,以及低應(yīng)變時效裂紋傾向性,表現(xiàn)出色的抗冷熱疲勞性能。此外,GH4163合金還具備良好的成形性和焊接性,適用于制造航空發(fā)動機主燃燒室和加力燃燒室中的板材焊接結(jié)構(gòu)件及承力件。主要產(chǎn)品形式包括熱軋和冷軋板材、熱軋和鍛制棒材、冷拔(軋)無縫管以及環(huán)形件等。
1.2 應(yīng)用概況及特性
GH4163合金已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機火焰筒、加力筒體、安裝邊、安裝座及管件等部件的制造,其批產(chǎn)和使用情況均表現(xiàn)良好。在制造過程中,零件需在固溶狀態(tài)下進行焊接,可采用點焊、縫焊和氬弧焊等多種焊接方法。值得注意的是,該合金在高溫長期時效或長期應(yīng)力時效條件下,會有η相析出。
1.3 材料牌號
GH4163(亦稱為GH163)。
1.4 相近牌號
國際上相近的牌號包括Nimonic 263、C263(英國)以及NCK20D(法國)。
1.5 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GH4163合金遵循以下材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):
GB/T 14992 高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
GB/T 15062 一般用途高溫合金管
GJB 1952A 航空用高溫合金冷軋板規(guī)范
GJB 2297A 航空用高溫合金冷拔(軋)無縫管規(guī)范
GJB 3165A 航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范
GJB 3317A 航空用高溫合金熱軋板規(guī)范
GJB 5301 航空用高溫合金環(huán)形件規(guī)范
HB/Z 140 航空用高溫合金熱處理工藝
1.6 熔煉工藝
該合金的熔煉工藝可采用多種組合方式,包括但不限于非真空感應(yīng)爐+電渣重熔、非真空感應(yīng)爐+真空自耗、非真空感應(yīng)爐+真空電弧重熔、真空感應(yīng)爐+電渣重熔、真空感應(yīng)爐+真空自耗以及真空感應(yīng)爐+真空電弧重熔。
1.7 化學(xué)成分
GH4163合金的化學(xué)成分如表所示,數(shù)據(jù)主要依據(jù)GB/T 14992,部分雜質(zhì)元素的分析依據(jù)則來源于其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T 15062、GJB系列標(biāo)準(zhǔn)等)。
元素 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
C 0.04~0.08
Cr 19.00~21.00
Ni 余量
Co 19.00~21.00
Mo 5.60~6.10
Al 0.30~0.60
Ti 1.90~2.40
Fe ≤0.70
B ≤0.005
Si ≤0.40
Mn ≤0.60
S ≤0.007
P ≤0.015
Cu ≤0.20
Ag ≤0.0005
Bi ≤0.0001
Pb ≤0.002
注:①GB/T 15062、GJB 1952A、GJB 2297A、GJB 3165A、GJB 3317A和GJB 5301規(guī)定檢驗的雜質(zhì)元素。
1.8 熱處理制度
根據(jù)HB/Z 140,GH4163合金各品種的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度如下:
固溶處理:1150℃±10℃
時效處理:800℃±10℃×8h/AC
具體保溫時間和冷卻方式依據(jù)材料形態(tài)(如鍛件、管材、板材等)有所不同。
1.9 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
GH4163合金的主要規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài)依據(jù)GB/T 15062、GJB系列標(biāo)準(zhǔn)等,包括:
主要規(guī)格:冷軋板(80.5mm~4.0mm)、熱軋板(8mm~14mm)、熱軋和鍛制棒材(d20mm~300mm)、冷拔(軋)無縫管(外徑不大于50mm)及多種尺寸的鍛件和環(huán)形件。
供應(yīng)狀態(tài):板材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+矯直+切邊后供應(yīng);棒材一般不經(jīng)熱處理,經(jīng)磨光或車光后供應(yīng);管材以冷軋狀態(tài)、固溶+酸洗或光亮固溶處理后供應(yīng);環(huán)形件一般不經(jīng)熱處理,也可經(jīng)固溶或固溶+時效后供應(yīng)。
2 物理、彈性和化學(xué)性能
2.1 熔化溫度范圍
1320℃~1375℃。
2.2 密度
ρ = 8.35 g/cm³。
2.3 磁性能
合金無磁性。
2.4 彈性模量
20℃時,G = 86 GPa。
2.5 化學(xué)性能
2.5.1 抗氧化性能
合金在空氣介質(zhì)中,800℃和900℃下試驗100h的氧化速率詳見表。
3工藝性能與要求
3.1 成形工藝與性能
鋼錠鍛造加熱溫度為1120℃±10℃,終鍛溫度不低于900℃。
板坯及熱軋板軋制時的加熱溫度為1130℃±10℃。
冷軋薄板總壓下量大于
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產(chǎn)品名稱:GH4163合金在極端環(huán)境下的卓越表現(xiàn)與應(yīng)用實例
 
·基本配置規(guī)格
  GH4163
 
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