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GH738
    發布時間: 2020-11-03 16:27    

 GH738是以γ′相沉淀化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能,工藝塑性良好,組織穩定。廣泛用于航空發動機轉動部件,使用溫度不高于815℃??梢陨a冷軋和熱軋板材、管材、帶材、絲材和鍛件、鑄件、緊固件。

 

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鎳基變形高溫合金GH738

材料牌號:GH738、GH738 (GH4738)

美國牌號:Waspaloy

法國牌號:NC20K14

 

一、GH738概述

    GH738是以γ′相沉淀化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能,工藝塑性良好,組織穩定。廣泛用于航空發動機轉動部件,使用溫度不高于815℃??梢陨a冷軋和熱軋板材、管材、帶材、絲材和鍛件、鑄件、緊固件。

    1.1 GH738材料牌號  GH738

    1.2 GH738相近牌號  Waspaloy(美國),NC20K14(法國)

    1.3 GH738材料的技術標準

    1.4 GH738化學成分  見表1-1。

                                         1-1                                        %

C

Cr

Ni

Co

Mo

Al

Ti

0.030.10

18.021.0

12.015.0

3.505.00

1.201.60

2.753.25

B

Zr

Fe

Mn

Si

P

S

Cu

不小于

0.0030.010

0.020.08

2.0

0.10

0.15

0.015

0.015

0.10

    注:微量雜質為ω(Pb)0.001%、ω(As)0.0025%、ω(Sn)0.0012%、ω(Sb)0.0025%、ω(Bi)0.0001%。                                     

    1.5 GH738熱處理制度 1080℃±10℃,4h,空冷+840℃,24h,空冷+760℃,16h,空冷。

    1.6 GH738品種規格和供應狀態 可生產棒材、型材、鍛坯、環形件、厚板、薄板、帶材、管材、絲材、砂型鑄件、精密鑄件和緊固件等,通常不經熱處理交貨,板材固溶處理后交貨。

    1.7 GH738熔煉和鑄造工藝 采用真空感應熔煉加真空電弧重熔工藝。

    1.8 GH738應用概況與特殊要求 該合金在國外廣泛用于航空發動機和燃氣輪機,主要用作渦輪葉片及渦輪盤等轉動件,有成熟的使用經驗。由于該合金含鈷較高,在國內較少采用。

二、GH738物理及化學性能

    2.1 GH738熱性能

2.1.1 GH738熔化溫度范圍 13301360℃。

2.1.2 GH738熱導率 見表2-1。

                                                    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比熱容 見表2-2。

                                             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線膨脹系數 見表2-3。

                                                                                                         2-3[1]

θ/℃

20100

20200

20300

20400

20500

20600

20700

20800

20900

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電性能 

    2.4 GH738磁性能  合金無磁性。

    2.5 GH738化學性能

2.5.1 GH738抗氧化性能 合金在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見2-4。

2.5.2 GH738耐腐蝕性能 合金抗鹽霧腐蝕能力良好。

                                             2-4[1]

θ/℃

900

1000

氧化速率/(g/(m2· h))

0.083

0.226

 

 

三、GH738力學性能

3.1 GH738技術標準規定的性能 見表3-1。

                                             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

299387

815

328

23

8

四、GH738組織結構

    4.1 GH738相變溫度 合金中γ′相的溶解溫度為9801050℃,開始從基體中析出溫度為630℃,析出峰值溫度為800℃。合金中M23C6碳化物相的開始析出溫度為700℃,完全溶解溫度為1020℃。    

    4.2 GH738時間-溫度-組織轉變曲線

4.3 GH738合金組織結構 經標準熱處理后,除奧氏體基體外,還有γ′相,其化學式為(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕跡),該相總量占合金重量的20%。此外,還有M23C6型碳化物,其化學式近似為(Cr0.746Mo0.094Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外,還有少量的Ti(CN)TiN等相。

該合金經650730長期時效至3000h,γ′相的數量變化不明顯,分別約有3%1%左右的補充析出,γ′相大小分別從146nm長大至196nm177nm。碳化物MCM23C6轉化,碳化物總量略有增加,從時效前占基體總量的0.5%增加到0.76%0.78%。在長期時效過程中無新相析出,組織穩定。

五、GH738工藝性能與要求

    5.1 GH738成型性能

5.1.1 GH738合金塑性圖見圖5-1。

5.1.2 GH738合金的再結晶圖見圖5-2。

    5.1.3 GH738該合金熱加工塑性良好,是比較好成形的鎳基高溫合金。鍛造開坯加熱溫度11501170℃,適宜的熱加工溫度為10401170℃,終鍛溫度不低于1000℃。渦輪葉片鍛造溫度通常采用10701110℃范圍,模鍛最小變形量應大于25%。應避免在高溫(1180℃)下小變形量(約10%)熱加工,此時可能在晶界上形成連續的MC型碳化物薄膜,導致缺口敏感。在較低溫度下(9801080℃)熱變形,晶界上很少形成MC碳化物薄膜,只有不連續的M23C6型碳化物,熱處理后可獲得均勻的45級晶粒度,綜合性能良好。

 


    5.3 GH738零件熱處理工藝 零件熱處理時應注意防止零件表面元素貧化,加熱應均勻。

    5.4 GH738表面處理工藝 該合金用做渦輪葉片和渦輪盤等轉動件時,為了提高疲勞性能,進行氬氣保護消除應力退火,以及噴丸處理。為提高渦輪葉片耐燃氣腐蝕及熱疲勞性能,可進行擴散滲鋁處理。

 



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