1.4 GH4169 化學(xué)成分
該合金的化學(xué)成分分為3類:標(biāo)準(zhǔn)成分、優(yōu)質(zhì)成分、高純成分,件表1-1。優(yōu)質(zhì)成分的在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上降碳增鈮,從而減少碳化鈮的數(shù)量,減少疲勞源和增強(qiáng)強(qiáng)化相的數(shù)量,提高抗疲勞的含量,提高材料的純度和綜合性能。
核能應(yīng)用的GH4169合金,需控制硼的含量(其他元素成分不變),具體含量有工序雙方協(xié)商確定。當(dāng)ω(B)≤0.002%時,為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別,合金牌號為GH4169A。
表1-1
類別
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C
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Cr
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Ni
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Co
|
Mo
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Al
|
Ti
|
Fe
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標(biāo)準(zhǔn)
|
≤0.08
|
17.0~21.0
|
50~55.0
|
≤1.0
|
2.80~3.30
|
0.30~0.70
|
0.75~1.15
|
余
|
優(yōu)質(zhì)
|
0.02~0.06
|
17.0~21.0
|
50~55.0
|
≤1.0
|
2.80~3.30
|
0.30~0.70
|
0.75~1.15
|
余
|
高純
|
0.02~0.06
|
17.0~21.0
|
50~55.0
|
≤1.0
|
2.80~3.30
|
0.30~0.70
|
0.75~1.15
|
余
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類別
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Nb
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B
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Mg
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Mn
|
Si
|
P
|
S
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Cu
|
Ca
|
|
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不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
4.75~5.50
|
0.006
|
0.01
|
0.35
|
0.35
|
0.015
|
0.015
|
0.30
|
0.01
|
優(yōu)質(zhì)
|
5.00~5.50
|
0.006
|
0.01
|
0.35
|
0.35
|
0.015
|
0.015
|
0.30
|
0.01
|
高純
|
5.00~5.50
|
0.006
|
0.005
|
0.35
|
0.35
|
0.015
|
0.015
|
0.30
|
0.005
|
類別
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Bi
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Sn
|
Pb
|
Ag
|
Se
|
Te
|
Tl
|
N
|
O
|
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不大于
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不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
不大于
|
標(biāo)準(zhǔn)
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---
|
---
|
0.0005
|
---
|
0.0003
|
---
|
---
|
---
|
---
|
優(yōu)質(zhì)
|
0.001
|
0.005
|
0.001
|
0.001
|
0.0003
|
---
|
---
|
0.01
|
0.01
|
高純
|
0.00003
|
0.005
|
0.001
|
0.001
|
0.0003
|
0.00005
|
0.0001
|
0.01
|
0.005
|
1.5 GH4169 熱處理制度
合金具有不同的熱處理制度,以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數(shù)量,從而獲得不同級別的力學(xué)性能。合金熱處理制度分3類:
Ⅰ:(1010~1065)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。
經(jīng)此制度處理的材料晶粒粗化,晶界和晶內(nèi)均無δ相,存在缺口敏感性,但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。
Ⅱ:(950~980)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。
Ⅲ:720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。
經(jīng)此制度處理后,材料中的δ相較少,能提高材料的強(qiáng)度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。
1.6 GH4169 品種規(guī)格與狀態(tài)
可供應(yīng)模鍛件(盤、盤整體鍛件)、餅、環(huán)、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等。交貨狀態(tài)有供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤裝交貨。
1.7 GH4169 熔煉與鑄造工藝
合金的冶煉工藝分為3類:真空感應(yīng)電渣重熔;真空感應(yīng)加真空電弧重熔;真空感應(yīng)加電渣重熔加真空電弧重熔??筛鶕?jù)零件的使用要求,選擇所需的冶煉工藝,滿足應(yīng)用要求。
1.8 GH4169 應(yīng)用概況與特殊要求
制造航空和航天發(fā)動機(jī)中各種靜止件和轉(zhuǎn)動件,如盤、環(huán)件、機(jī)匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃?xì)鈱?dǎo)管、密封元件等和焊接結(jié)構(gòu)件;制造何能工業(yè)應(yīng)用的各種彈性元件和格架;制造石油和化工領(lǐng)域應(yīng)用的零件及其他零件。
近年來,在對該合金研究不斷深化和對該合金應(yīng)用不斷擴(kuò)大的基礎(chǔ)上,為提高質(zhì)量和降低成本,發(fā)展了很多工藝:真空電弧重熔時采用氦氣冷卻工藝,有效的減輕鈮偏析;采用噴射成形工藝生產(chǎn)環(huán)件,降低成本和縮短生產(chǎn)周期;采用超塑成形工藝,擴(kuò)大產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。
工件在加熱之前和加熱過程中都必須進(jìn)行表面清理,保持表面清潔。若加熱環(huán)境含有硫、磷、鉛或其他低熔點(diǎn)金屬,GH4169合金將變脆。雜質(zhì)來源于做標(biāo)記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低,如液化氣和天然氣的雜質(zhì)含量要低于0.1%,城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3,石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。
加熱的電爐好要具有較精確的控溫能力,爐氣必須為中性或弱堿性,應(yīng)避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。
GH4169 熱加工
GH4169合金合適的熱加工溫度為1120-900℃,冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式,熱加工后應(yīng)及時退火以保證得到佳的性能。熱加工時材料應(yīng)加熱到加工溫度的上限,為了保證加工時的塑性,變形量達(dá)到20%時的終加工溫度不應(yīng)低于960℃。
GH4169 冷加工
冷加工應(yīng)在固溶處理后進(jìn)行,GH4169的加工硬化率大于奧氏體不銹鋼,因此加工設(shè)備應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整,并且在冷加工過程中應(yīng)有中間退火過程。
GH4169 熱處理
不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ”相的擴(kuò)散速率較低,所以通過長時間的時效處理能使GH4169合金獲得佳的機(jī)械性能。
GH4169 打磨
在GH4169工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除,需要用細(xì)砂帶打磨,在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前,也要用砂紙去除氧化物或進(jìn)行鹽浴預(yù)處理。
GH4169 機(jī)加工
GH4169的機(jī)加工需在固溶處理后進(jìn)行,要考慮到材料的加工硬化性,與奧氏體不銹鋼不同的是,
GH4169適合采用低表面切削速度。
GH4169焊接
沉淀硬化型的GH4169合金很適合于焊接,無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強(qiáng)度是這種材料的幾大優(yōu)點(diǎn)。
GH4169適合于電弧焊、等離子焊等。在焊接前,材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號等,焊縫周圍25mm
范圍內(nèi)要打磨露出光亮的金屬。