GH80A(Nimonic80A)鎳基變形高溫合金 GH80A上海益勵最新報價
概述:材料牌號:GH80A、GH80A (GH4080A)
英國牌號:Nimonic80A
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
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材料牌號:GH80A、GH80A (GH4080A)
英國牌號:Nimonic80A
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(huán)形件等,用于制造發(fā)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
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 |
余 |
1.00~1.80 |
1.8~2.7 |
||||||||||
Co |
Fe |
B |
Mn |
Si |
P |
S |
Ag |
Bi |
Cu |
Pb |
||||
不大于 |
||||||||||||||
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(guī)定進行。軋制環(huán)件:(1050~1080℃)±10℃,不大于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(tài)+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①或②進行 ①1080℃±10℃,保溫時間按表1-3規(guī)定,油冷或水冷或空冷。(正常情況,d≥40mm,油冷) ②1080℃±10℃,保溫時間按表1-3規(guī)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(guī)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(guī)格與供應狀態(tài) 供應直徑d20~55mm的葉片用熱軋棒材、直徑不大于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。供應厚度不大于9.5mm的熱軋板材、厚度不大于4.0mm的冷軋薄板材,厚度不大于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并除氧化皮狀態(tài)供應。鐓鍛用冷拉棒材以冷拉并磨光狀態(tài)供應,機加工用冷拉棒材以冷拉經固溶處理并除氧化皮狀態(tài)供應,熱加工用棒材以制造狀態(tài)并除氧化皮供應(對鍛造廠用棒材應車光后供應,其表面粗糙度應不小于3.2μm)。軋制環(huán)形件以固溶處理和粗加工狀態(tài)供應。熱軋板材、冷軋板材和帶材經軟化處理、堿酸洗、切邊和平整或矯直后供應。
1.7 GH80A熔煉與鑄造工藝 葉片用棒材和板材采用真空感應熔煉加電渣重熔工藝。軋制環(huán)形件與熱軋、鍛制及冷拉棒材采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(fā)動機轉子葉片、導向葉片支座、扇形件安裝環(huán)、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熔化溫度范圍 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線膨脹系數(shù) 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(guī)定性能見表3-1。
表3-1
技術標準 |
試樣串聯(lián)對數(shù) |
持久性能 |
||||
θ/℃ |
σ/MPa |
斷裂時間/h |
||||
單個值 |
平均值 |
范圍值(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(guī)范處理的組織特征: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,并在較低溫度下轉變?yōu)镸23C6。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,空冷處理后,晶界上呈現(xiàn)出不連續(xù)狀態(tài)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(xù)轉變?yōu)镸23C6,所以在晶界上沉淀出叫連續(xù)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℃,開鍛溫度不低于1000℃。停鍛溫度不低于950℃[2]。
5.1.2 GH80A熱軋板 軋制加熱溫度1120~1150℃,停軋溫度不低于930℃[2]。
5.1.3 GH80A渦輪葉片的鍛造 渦輪葉片用毛坯應按規(guī)定的工序要求噴涂防護潤滑劑,待烘干后方可入爐加熱。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。吹砂后,再按規(guī)定的工序要求噴涂防護潤滑劑,烘干后入爐加熱。零件毛坯再按上述規(guī)定進行裝爐、加熱、保溫,并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。
5.2.1 GH80A不加焊絲的自動鎢極氬弧焊(對接)規(guī)范見表5-1。
表5-1[2]
厚度/mm |
焊前狀態(tài) |
電流/A |
電壓/V |
焊速/(m/min) |
墊板 |
氣體流量/(L/min) |
背面氣體流量/(L/min) |
鎢極直徑/mm |
焊嘴直徑/mm |
|
槽寬 |
槽深 |
|||||||||
1.2 |
軟態(tài) |
55 |
10~12 |
0.21 |
4.57 |
1.5 |
10~15 |
5~6 |
2~4 |
10~14 |
注:焊前用砂布打磨試樣并用丙酮清洗,厚度不大于1.2mm板材不加充焊絲,一次焊接成形。
5.2.2 GH80A縫焊規(guī)范見表5-2。
表5-1[2]
厚度/mm |
焊前狀態(tài) |
滾盤寬/mm |
功率級 |
電壓/V |
脈沖格 |
休止格 |
熱量格 |
焊接速度/(m/min) |
電極壓力/N |
|
上 |
下 |
|||||||||
1.2 |
軟態(tài) |
5.5 |
6.5 |
3 |
390 |
15 |
15 |
5~8 |
0.15 |
8728 |
5.2.3 GH80A焊接接頭的力學性能見表5-3。
表5-3[2]
焊接方法 |
接頭方式 |
厚度/mm |
焊前狀態(tài) |
焊后狀態(tài) |
接頭強度 |
強度系數(shù)/% |
|
θ/℃ |
σb/MPa |
||||||
自動氬弧焊 |
對接 |
1.2 |
軟態(tài) |
1080℃±10℃,8h,空冷+750℃±5℃,4h,空冷 |
20 |
1138~1236 |
100 |
縫焊 |
搭接 |
1.2 |
軟態(tài) |
20 |
950~1080 |
85 |
注:本表數(shù)據(jù)時兩批板材,每批2個試樣的拉伸試驗數(shù)據(jù)處理結果。
5.3 GH80A零件熱處理工藝 零件的熱處理工藝按相應的材料技術標準的熱處理制度進行。對于板材、帶材的沖壓成形件,在每成形一次后需進行中間真空退火,1060℃±10℃,10min,氬氣風扇冷卻,零件的最終熱處理是在真空爐中進行時效處理,750℃±10℃,4h,氬氣風扇冷卻。對于葉片在固溶后(時效前)制造過程中產生的局部加工硬化應按規(guī)定的要求進行氬氣或氫氣保護表面退火,退火溫度1070~1090℃。
5.4 GH80A表面處理工藝
5.5 GH80A切削加工與磨削性能 GH80A具有良好的機加工性能,完全熱處理狀態(tài)具有好的機加工性能。
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