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4169

介紹該合金的另一特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感,掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能的相互關(guān)系,可針對(duì)不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程,就能獲得可滿足不同強(qiáng)度級(jí)別和使用要求的各種零件。供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等??芍瞥杀P(pán)、環(huán)、葉片、軸、緊固件

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介紹

該合金的另一特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感,掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能的相互關(guān)系,可針對(duì)不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程,就能獲得可滿足不同強(qiáng)度級(jí)別和使用要求的各種零件。供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等。可制成盤(pán)、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機(jī)匣等零部件在航空上長(zhǎng)期使用。


材料牌號(hào)

4169


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(shí),為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別,合金牌號(hào)為GH4169A。
表1-1


類別
C
Cr
Ni
Co
Mo
Al
Ti
Fe
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
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
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



類別
Nb
B
Mg
Mn
Si
P
S
Cu
Ca


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
Bi
Sn
Pb
Ag
Se
Te
Tl
N
O

不大于
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)
---
---
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

規(guī)格與狀態(tài)

可供應(yīng)模鍛件(盤(pán)、盤(pán)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(pán)裝交貨。

應(yīng)用與要求

制造航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)中各種靜止件和轉(zhuǎn)動(dòng)件,如盤(pán)、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(lái),在對(duì)該合金研究不斷深化和對(duì)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(shí)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。

功能考核

用該合金制造的渦輪盤(pán)、甩油盤(pán)、整體轉(zhuǎn)子、軸、緊固件等零件已按照發(fā)動(dòng)機(jī)所用的型號(hào)規(guī)范,在發(fā)動(dòng)機(jī)零、部件試驗(yàn)中通過(guò)了超轉(zhuǎn)、破裂、低循環(huán)疲勞試驗(yàn);通過(guò)了高空臺(tái)試車個(gè)長(zhǎng)期(壽命)試車及試飛發(fā)射的考核,達(dá)到了設(shè)計(jì)和應(yīng)用的要求。

物化性能


密度

ρ=8.24g/cm3

化學(xué)性能

2.5.1 GH4169 抗氧化性能在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見(jiàn)表2-4
表2-4
θ/℃
600
700
800
900
1000
氧化速率/(g/(m3·h))
0.0176
0.0277
0.0351
0.0961
0.1620


使用建議

推薦使用,使用中必須避免出現(xiàn)超過(guò)材料承受性能的應(yīng)力集中。

性能要求

3.1 GH4169性能
3.1.1因GH4169合金中鈮含量高,合金中的鈮偏析成份都與冶金工藝直接相關(guān)。電渣重熔和真空電弧熔煉的熔煉速度和電極棒的質(zhì)量狀態(tài)直接影響材質(zhì)的優(yōu)劣。熔速快,易形成富鈮的黑斑;熔速慢,會(huì)形成貧鈮的白斑;電極棒表面質(zhì)量差和電極棒內(nèi)部有裂紋,均易導(dǎo)致白斑的形成,所以,提高電極棒質(zhì)量和控制熔速及提高鋼錠的凝固速率是冶煉工藝的關(guān)鍵因素。為避免鋼錠中的元素偏析過(guò)重,至今采用的鋼錠直徑不大于508mm。品均化工藝必須確保鋼錠中的L相完全溶解。鋼錠兩階段均勻化和中間坯二次均勻化處理的時(shí)間,根據(jù)鋼錠和中間坯的直徑而定。均勻化工藝的控制與材料中鈮的偏析程度直接相關(guān)。
目前生產(chǎn)中采用的1160℃,20h+1180℃,44h的均勻化工藝,尚不足以消除鋼錠中心的偏析,
因此建議采用以下工藝:
1.1150℃~1160℃,20h~30h+1180℃~1190℃,110h~130h;
2.1160℃,24h+1200℃,70h。
5.1.2 經(jīng)均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能。鋼錠的開(kāi)坯加熱溫度不得超過(guò)1120℃。鍛件的鍛造工藝應(yīng)根據(jù)鍛件使用狀況和應(yīng)用要求,結(jié)合生產(chǎn)廠的條件而定。開(kāi)坯和生產(chǎn)鍛件時(shí),中間退火溫度和終端溫度必須跟軍零件所需要的組織狀態(tài)和性能來(lái)確定,一般情況下,鍛造的終端溫度控制在930℃~950℃之間為宜。個(gè)類鍛件的鍛造溫度和變形程度見(jiàn)表5-1
表3-1
鍛件類別
第一次鍛造
第一次鍛造
第二次鍛造
第二次鍛造
晶粒度/級(jí)
晶粒度/級(jí)

加熱溫度/℃
變形量/%
加熱溫度/℃
變形量/%
基本晶粒
個(gè)別大晶粒
普通
1065~1090
---
1040~1065
---
4~6
允許
高強(qiáng)
1040~1065
---
1010~1040
30~50
8
≥2
直接時(shí)效
995~1025
>50
970~995
>50
10

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(shí)退火以保證得到最佳的性能。熱加工時(shí)材料應(yīng)加熱到加工溫度的上限,為了保證加工時(shí)的塑性,變形量達(dá)到20%時(shí)的終加工溫度不應(yīng)低于960℃。

熱處理

不同的固溶處理和時(shí)效處理工藝會(huì)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(guò)長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)效處理能使GH4169合金獲得最佳的機(jī)械性能。

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。

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焊接

沉淀硬化型的GH4169合金很適合于焊接,無(wú)焊后開(kāi)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




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