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GH738
    发布时间: 2020-11-03 16:27    

 GH738是以γ′相沉淀化的镍基高温合金,具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能,工艺塑性良好,组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件,使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。

GH738

 

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镍基变形高温合金GH738

材料牌号:GH738GH738 (GH4738)

美国牌号:Waspaloy

法国牌号:NC20K14

 

一、GH738概述

    GH738是以γ′相沉淀化的镍基高温合金,具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能,工艺塑性良好,组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件,使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。

    1.1 GH738材料牌号  GH738

    1.2 GH738相近牌号  Waspaloy(美国)NC20K14(法国)

    1.3 GH738材料的技术标准

    1.4 GH738化学成分  见表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:微量杂质为ω(Pb)0.001%ω(As)0.0025%ω(Sn)0.0012%ω(Sb)0.0025%ω(Bi)0.0001%                                     

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

    1.6 GH738品种规格和供应状态 可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等,通常不经热处理交货,板材固溶处理后交货。

    1.7 GH738熔炼和铸造工艺 采用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。

    1.8 GH738应用概况与特殊要求 该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机,主要用作涡轮叶片及涡轮盘等转动件,有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高,在国内较少采用。

二、GH738物理及化学性能

    2.1 GH738热性能

2.1.1 GH738熔化温度范围 13301360℃

2.1.2 GH738热导率 见表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比热容 见表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线膨胀系数 见表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电性能 

    2.4 GH738磁性能  合金无磁性。

    2.5 GH738化学性能

2.5.1 GH738抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见2-4

2.5.2 GH738耐腐蚀性能 合金抗盐雾腐蚀能力良好。

                                             2-4[1]

θ/℃

900

1000

氧化速率/(g/(m2· h))

0.083

0.226

 

 

三、GH738力学性能

3.1 GH738技术标准规定的性能 见表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组织结构

    4.1 GH738相变温度 合金中γ′相的溶解温度为9801050℃,开始从基体中析出温度为630℃,析出峰值温度为800℃。合金中M23C6碳化物相的开始析出温度为700℃,完全溶解温度为1020℃。    

    4.2 GH738时间-温度-组织转变曲线

4.3 GH738合金组织结构 经标准热处理后,除奥氏体基体外,还有γ′相,其化学式为(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕迹),该相总量占合金重量的20%。此外,还有M23C6型碳化物,其化学式近似为(Cr0.746Mo0.094Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外,还有少量的Ti(CN)TiN等相。

该合金经650730长期时效至3000hγ′相的数量变化不明显,分别约有3%1%左右的补充析出,γ′相大小分别从146nm长大至196nm177nm。碳化物MCM23C6转化,碳化物总量略有增加,从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%0.78%。在长期时效过程中无新相析出,组织稳定。

五、GH738工艺性能与要求

    5.1 GH738成型性能

5.1.1 GH738合金塑性图见图5-1

5.1.2 GH738合金的再结晶图见图5-2

    5.1.3 GH738该合金热加工塑性良好,是比较好成形的镍基高温合金。锻造开坯加热温度11501170℃,适宜的热加工温度为10401170℃,终锻温度不低于1000℃。涡轮叶片锻造温度通常采用10701110℃范围,模锻最小变形量应大于25%。应避免在高温(1180℃)下小变形量(约10%)热加工,此时可能在晶界上形成连续的MC型碳化物薄膜,导致缺口敏感。在较低温度下(9801080℃)热变形,晶界上很少形成MC碳化物薄膜,只有不连续的M23C6型碳化物,热处理后可获得均匀的45级晶粒度,综合性能良好。

 


    5.3 GH738零件热处理工艺 零件热处理时应注意防止零件表面元素贫化,加热应均匀

    5.4 GH738表面处理工艺 该合金用做涡轮叶片和涡轮盘等转动件时,为了提高疲劳性能,进行氩气保护消除应力退火,以及喷丸处理。为提高涡轮叶片耐燃气腐蚀及热疲劳性能,可进行扩散渗铝处理。

 



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