常州市天志金屬材料有限公司
一、GH145(GH4145) 概述
GH145合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進行時效強化的鎳基高溫合金，在980℃以下具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能，800℃以下具有較高的強度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用於制造航空發動機在800℃以下工作並要求強度較高的耐腐蝕的環形件、結構件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或較低應力並要求耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用於制造氣輪機渦輪葉片等零件。可供應的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環形件、絲材和管材。
1.1 GH145(GH4145) 材料牌號 GH145(GH4145)
1.2 GH145(GH4145) 相近牌號 Inconel X-750(美國）,NiCr15Fe7TiAl(德 國),NC15FeTNbA(法國),NCF750 （日本）
1.3 GH145(GH4145) 材料的技術標準
GB/T14992-2005 高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
1.4 GH145(GH4145) 化學成分 見表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni+Co | Al | Ti | Fe | Nb+Ta | Co | Mn | Si | S | Cu | P |
不大於 | ||||||||||||
0.08 | 14.0∼17.0 | 70.0 | 0.40∼1.00 | 2.25∼2.75 | 5.00∼9.00 | 0.70∼1.20 | 1.00 | 1.00 | 0.50 | 0.010 | 0.50 | 0.015 |
注：表中Mn、Si為棒、鍛件、環形件和絲材含量，板材、帶材和管材為：ω(Mn) 0.35%,ω(Si) 0.35%。
1.5 GH145(GH4145) 熱處理制度 板、帶、管材供應狀態的固溶熱處理制度980℃±15℃，空冷。材料及零件的中間熱處理制度，可分別選擇下列工藝進行熱處理。
退火：955∼1010℃，水冷。
焊接件焊接前退火：980℃，1h。
焊接件應力退火：900℃,保濕2h。
應力退火：885℃±15℃，24h,空冷。
1.6 GH145(GH4145) 品種規格與供應狀態 可以供應各種規格的棒材、鍛件、環形件、熱軋板、冷軋板、帶材、管材和絲材。
板材和帶材一般於熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光後供應。
棒材、鍛件和環形件可於鍛態或熱軋狀態供應；也可於鍛後固溶處理供應；棒材可於固溶後磨光或車光供應，當訂單有要求時，可於冷拉狀態就位。
管材於固溶處理並清除氧化皮後供應。
絲材可於固溶狀態供應；對於標稱直徑或厚度在6.35mm以下的絲材，可固溶後並以50%∼65%的冷拉變形供應；標稱直徑或邊長大於6.35mm的絲材，固溶處理後以不小於30%的冷拉變形供應。對於標稱直徑或邊長不大於0.65mm的絲材，根據要求固溶處理後以不小於15%的冷拉變形供應。
1.7 GH145(GH4145) 熔煉與鑄造工藝 合金採用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應加真空自耗重熔。
1.8 GH145(GH4145) 應用概況與特殊要求 該合金主要用於制造航空發動機工作溫度在540℃以下的耐腐蝕的平面波形彈簧、周向螺旋彈簧、螺旋壓簧、彈簧卡圈和密封圈等零件。
二、GH145(GH4145) 物理及化學性能
2.1 GH145(GH4145) 熱性能
2.1.1 GH145(GH4145) 熔化溫度範圍 1395∼1425℃。
2.1.2 GH145(GH4145) 熱導率 見表2-1。
表2-1[1]
θ/℃ | 50 | 100 | 300 | 500 | 900 |
λ/（W/（m·℃）） | 14.7 | 15.9 | 20.1 | 25.1 | 37.3 |
2.1.3 GH145(GH4145) 線膨脹係數 見表2-2。
表2-2[2]
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 |
2.2 GH145(GH4145)密度 ρ=8.25g/cm3[7]。
2.3 GH145(GH4145)電性能 50℃時的電阻率ρ=1.22×10-6Ω.m[6]。
三、GH145(GH4145)力學性能
GH145(GH4145)技術標準規定的帶材、板材和管材的室溫力學性能見表3-1。
表3-1
品種 | 規格δ/mm | 熱處理制度 | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ4D/% | φ/% | HRC |
帶材 | 交貨狀態 | 930 | - | 18 | - | - | |
交貨狀態＋730℃±10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，總時效時間不小於18h | 1105 | - | 12 | - | 30 | ||
板材 | 0.60 | 交貨狀態 | 930 | 515 | 30 | - | - |
>0.60 | 930 | 515 | 35 | - | - | ||
板材 | 交貨狀態＋730℃±10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，總時效時間不小於18h | 1170 | 795 | 18 | - | 32 | |
管材 | 交貨狀態 | 965 | 550 | 35 | - | - | |
交貨狀態＋730℃±10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，總時效時間不小於18h | 1170 | 790 | 15 | - | - |
注：交貨狀態為固溶980℃±15℃，保溫適當時間，空冷或快冷，去除氧化皮。
GH145(GH4145)技術標準規定的絲材的室溫力學性能見表3-2。
表3-2
品種 | 規格/mm | 熱處理制度 | 圓形絲 | 方或扁形絲 |
σb/MPa | σb/MPa | |||
絲材 | 6.35 | A類，交貨狀態 | 1310 | 1210 |
>6.35∼15.88 | 1110 | 1110 | ||
0.65 | B類，交貨狀態 | 1030 | ||
>0.65∼12.70 | 895∼1140 | |||
0.30∼6.35 | A類，交貨狀態＋650℃±10℃,4h,空冷 | 1520 | ||
>6.35∼10.60 | 1380 | |||
>10.60∼15.90 | 1240 | |||
0.30∼6.35 | A類，交貨狀態＋1150℃±10℃，2h，空冷，＋840℃±10℃，24h，空冷，＋650℃±10℃，20h，空冷 | 1030 | ||
>6.35∼15.90 | 1000 | |||
0.65 | B類＋730℃±10℃,16h，空冷 | 1070 | ||
>0.65∼12.70 | 1140 |
注：交貨狀態，絲材在冷拉至成品前，在1090∼1200℃內的某一溫度固溶處理，然後按下述規定進行冷拉；
A類：標稱直徑或邊長不大與6.35mm的絲材，冷拉變形量為50%∼65%；標稱直徑或邊長大於6.35mm的絲材，冷拉變形量為 30%以上。
B類：標稱直徑或邊長不大於0.65mm的絲材，冷拉變形量為15%左右。
GH145(GH4145)棒材、鍛材和環形件標準規定的持久性能見表3-3。
表3-3[3]
θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ4D/% |
730℃±3℃ | 362 | 23 | 5 |
四、GH145(GH4145) 組織結構
4.1 GH145(GH4145)相變溫度 γ′相開始析出溫度約為600℃，析出峰約為800℃，900℃開始回溶，到970℃時幾乎全部溶解。
4.2 GH145(GH4145)時間-溫度-組織轉變曲線
4.3 GH145(GH4145)合金組織結構 合金經標準熱處理後，其組織由γ基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成，γ′含量大約為14.5%，是合金的主要強化相。
五、 GH145(GH4145)工藝性能與要求
5.1 GH145(GH4145)成形性能 合金的鍛造溫度在1220∼950℃之間均易成形。鋼錠開坯鍛造，其加熱溫度可在1200℃，為了使終鍛件或棒材獲得良好的組織和性能，隨後的鍛造加熱溫度應在相應較低的溫度下進行。終鍛溫度應不低於950℃。該合金在劇烈成形工序後應進行固溶處理。
5.2 GH145(GH4145)焊接性能 合金具有較好的焊接性能，可進行各種焊接，但對大截面的零件較難進行熔焊，而對小截面零件和薄板焊接性能較好。焊接在退火或固溶處理後進行，焊後應進行應力處理，採用980℃，保濕0.5h或900℃保濕2h。焊接組合件隨後進行時效處理，可獲得近似完全熱處理狀態的強度。
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