常州市天志金屬材料有限公司
一、GH80A概述
GH80A是以鎳-鉻為基體，添加鋁、鈦形成γ′相彌散強化的高溫合金，除鋁含量略高外，其他與GH4033相近，使用溫度700∼800℃，在650∼850℃具有良好的抗蠕變性能和抗氧化性能。該合金冷、熱加工性能良好，主要供應熱軋棒材、冷拉棒材、熱軋板材、冷軋板材、帶材以及環形件等，用於制造發動機轉子葉片、導向葉片支座、螺栓、葉片鎖板等零件。
1.1 GH80A材料牌號 GH80A。
1.2 GH80A相近牌號 Nimonic80A(英國)。
1.3 GH80A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 GH80A化學成分 見表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni | Al | Ti | ||||||||||
0.04∼0.10 | 18.0∼21.0 | 餘 | 1.00∼1.80 | 1.8∼2.7 | ||||||||||
Co | Fe | B | Mn | Si | P | S | Ag | Bi | Cu | Pb | ||||
不大於 | ||||||||||||||
2.0 | 1.50 | 0.008 | 0.40 | 0.80 | 0.020 | 0.015 | 0.0005 | 0.0001 | 0.20 | 0.002 | ||||
注：B按計算量加入，允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。
1.5 GH80A熱處理制度 葉片用棒材為：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷。熱軋、鍛制及冷拉棒材：按表1-2的規定進行。軋制環件：(1050∼1080℃)±10℃，不大於2h，水冷＋750℃±5℃(或+700℃±5℃),4h(或16h),空冷。熱軋板材、冷軋薄板和帶材為：供應狀態＋750℃±10℃，4h，空冷。
表1-2
材料類型 | 固溶處理制度 | 時效制度 |
熱加工用熱軋（或鍛制）棒材 | 1080℃±10℃，8h，空冷 | 700℃±5℃,16h,空冷或750℃±5℃,4h,空冷 |
熱加工用熱軋 （或鍛制）棒材 | 按制度 或 進行 1080℃±10℃,保溫時間按表1-3規定，油冷或水冷或空冷。（正常情況，d 40mm，油冷） 1080℃±10℃,保溫時間按表1-3規定，空冷+1080℃±10℃，保溫30min，水冷 | |
冷拉棒材 | 1080℃±10℃,保溫時間按表1-4規定，水冷或空冷。 |
表1-3
直徑/mm | 保溫時間/h | 直徑/mm | 保溫時間/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 | 保溫時間/min | 直徑或較小截面尺寸/mm | 保溫時間/min |
15 | 15∼30 | >15∼25 | 30∼45 |
1.6 GH80A品種規格與供應狀態 供應直徑d20∼55mm的葉片用熱軋棒材、直徑不大於300mm的熱軋或鍛制棒材。冷拉棒材供應直徑8∼45mm圓棒及內切圓直徑d8∼36mm的六角形棒材。供應外徑1000mm、內徑900mm、高度130mm的軋制形件。供應厚度不大於9.5mm的熱軋板材、厚度不大於4.0mm的冷軋薄板材，厚度不大於0.8mm的冷軋帶材。葉片用熱軋棒材不經熱處理供應，其表面應全部磨光或車光。機加工用熱軋棒材經固溶處理並除氧化皮狀態供應。鐓鍛用冷拉棒材以冷拉並磨光狀態供應，機加工用冷拉棒材以冷拉經固溶處理並除氧化皮狀態供應，熱加工用棒材以制造狀態並除氧化皮供應（對鍛造廠用棒材應車光後供應，其表面粗糙度應不小於3.2μm）。軋制環形件以固溶處理和粗加工狀態供應。熱軋板材、冷軋板材和帶材經軟化處理、鹼酸洗、切邊和平整或矯直後供應。
1.7 GH80A熔煉與鑄造工藝 葉片用棒材和板材採用真空感應熔煉加電渣重熔工藝。軋制環形件與熱軋、鍛制及冷拉棒材採用感應熔煉加電渣重熔，或真空感應熔煉加真空電弧重熔，或真空感應熔煉加電渣重熔工藝。
1.8 GH80A應用概況與特殊要求 該合金主要用作發動機轉子葉片、導向葉片支座、扇形件安裝環、螺栓、葉片鎖板等零件。
二、GH80A物理及化學性能
2.1 GH80A熱性能
2.1.1 GH80A熔化溫度範圍 熔點1405℃[1]。
2.1.2 GH80A熱導率 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 |
2.1.3 GH80A線膨脹係數 見表2-2。
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 |
2.3 GH80A電性能 室溫ρ=1.23×10-6Ω.m[1]。
2.4 GH80A磁性能 無磁性。
2.5 GH80A化學性能
2.5.1 GH80A抗氧化性能 在空氣介質中試驗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力學性能
GH80A渦輪葉片用棒材規定性能見表3-1。
表3-1
技術標準 | 試樣串聯對數 | 持久性能3 | ||||
θ/℃ | σ/MPa | 斷裂時間/h | ||||
單個值 | 平均值 | 範圍值(Rmax)=(F)·( | ||||
WS9-7009-1996 | 3 | 750 | 340 | 23 | 32 | 0.6×實際平均值 |
四、GH80A組織結構
4.1 GH80A相變溫度
4.2 GH80A時間-溫度-組織轉變曲線
4.3 GH80A合金組織結構 葉片毛坯按不同熱處理規範處理的組織特徵：1080℃±10℃,8h,空冷處理：在1080℃時基體中的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，並在較低溫度下轉變為M23C6。M23C6在750∼1000℃析出，也能獨立成核，生成晶界碳化物。所以在1080℃±10℃,8h,空冷處理後，晶界上呈現出不連續狀態的M7C3和M23C6，晶內有γ′相和MC。
1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷處理：合金在固溶組織的基礎上經700℃±5℃,16h時效，晶界上的M7C3繼續轉變為M23C6，所以在晶界上沉淀出叫連續的M23C6，晶內的γ′相也長大成球形質點[4]。
五、GH80A工藝性能與要求
5.1 GH80A成形性能
5.1.1 GH80A鍛造 合金具有良好的鍛造性能。鋼錠加熱溫度1120∼1150℃，開鍛溫度不低於1000℃。停鍛溫度不低於950℃[2]。
5.1.2 GH80A熱軋板 軋制加熱溫度1120∼1150℃，停軋溫度不低於930℃[2]。
5.1.3 GH80A渦輪葉片的鍛造 渦輪葉片用毛坯應按規定的工序要求噴涂防護潤滑劑，待烘幹後方可入爐加熱。零件毛坯在電爐中加熱，裝爐溫度800℃±20℃，保溫60min，加熱溫度1090℃±10℃，保溫35min，開鍛溫度1090℃，停鍛溫度950℃，在臥鍛機上頂鍛，鍛前用二硫化鉬潤滑模膛。零件毛坯鍛造中間工序應進行固溶處理，加熱溫度1130℃±10℃，保溫60min，空冷。吹砂後，再按規定的工序要求噴涂防護潤滑劑，烘幹後入爐加熱。零件毛坯再按上述規定進行裝爐、加熱、保溫，並在曲柄壓力機上進行終鍛，鍛前用二硫化鉬潤滑模膛。
5.2 GH80A焊接性能 合金可以進行自動對接氬弧焊和縫焊。
聯係人: 董工
電 話: 13564335973
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