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GH3030高溫合金
1合金介紹
1.1 概述
GH3030是Ni-Cr基固溶強(qiáng)化型變形高溫合金,使用溫度在800°C以下。合金具有較好的熱強(qiáng)性和高塑性、以及抗冷熱疲勞和抗氧化性能,并具有良好的冷沖壓和焊接工藝性能。合金經(jīng)過(guò)固溶處理后為單相 奧氏體,使用過(guò)程中組織穩(wěn)定。主要用于800°C以下工作的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室部件.在1100°C以下要求抗 氧化但承受載荷小的高溫零部件。主要產(chǎn)品有冷軋板、棒材、環(huán)件、絲材和管材等。
1. 2 應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、加力燃燒室以及機(jī)匣安裝邊等零部件。
合金焊接性能優(yōu)良,可進(jìn)行氬弧焊、點(diǎn)焊、縫焊或釬焊。生產(chǎn)中如固溶溫度偏低,會(huì)保留殘余碳化物形成的老晶界。
1.3 材料牌號(hào)
GH3030(GH30)。
1.4 3H435、XH78T(俄)。
1.5材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T14992高溫合金和金屙間化合物高溫材料的分類和牌號(hào)
GB/T14994高溫合金冷拉棒材
GB/T14995高溫合金熱軋板
GB/T14996高溫合金冷軋板
GB/T15062一般用高溫合金暫航空用高溫合金冷軋板規(guī)范
GJB1952A航空用高溫合金冷軋板規(guī)范
GJB2297A航空用高溫合金冷拔(軋)無(wú)縫規(guī)范
GJB2611A航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范
GJB2612早接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范
GJB3020航空用高溫合金環(huán)壞規(guī)范
GJB3165A航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范
GJB3167A冷鐓用高溫合金冷拉絲材規(guī)范
GJB3317A航空用高溫合金熱軋板規(guī)范
GJB3318A航空用高溫合金冷軋帶板規(guī)范
HB/Z140航空用高溫合金熱處理工藝
YB/T5245普近承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材
1. 6 熔煉工藝
釆用電弧爐、或非真空感應(yīng)爐、或電弧爐+電渣重熔、或電弧爐+真空電弧重熔、或非真空感應(yīng)爐+電 渣重熔、或非真空感應(yīng)爐+真空電弧重熔、或真空雙聯(lián)熔煉工藝。
1.7 化學(xué)成分
摘自 GB/T 14992,雜質(zhì)元素分析有區(qū)別的摘自 GB/T 14994,GB/T 14995,GB/T 14996、GJB 1952A, GJB 2297A、GJB 2611A、GJB 3167A 和 GJB 3317A.見(jiàn)表 1-1。
表1-1
1.8 熱處理制度
摘自HB/Z 140,各品種的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為:
a) 冷軋板材,(980~1020)°C/AC,其中 保溫(8~ 12)min;厚3mm~5mm,保溫(12?16)min;
b) 絲材,(980?1020)°C/WQ 或 AC,其中 6/^3mm,保溫(8?12)min;d3mm?5mm,保溫(12?16)min;
c) 管材,(980?1020)°C/WQ;
d) 冷拉棒材,(980?1000)°C/WQ 或 AC;
e) 鍛件,(990?1010)°C X(2?3)h/AC;
f) 焊接件,(990?1020)°C/AC,其中 8(d)D3mm,保溫(8?12)min;3(t/)3rnm?5mm,保溫(12?16)min。
1. 9 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
1.9. 1 主要規(guī)格
d8mm?300mm棒材;厚4mm~14mm熱軋板材5mni~4mm冷軋板材;厚>.1mm?0. 8mm冷軋帶材;外 徑<50mm的冷拔(軋)無(wú)縫管以0. 2mm?10. 0mm冷拉絲材;各種尺寸規(guī)格的環(huán)形件和鍛件。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
熱軋和鍛制棒材一般不經(jīng)熱處理,磨光或車光后供應(yīng);冷拉棒以退火、或退火十酸洗、或退火+磨光、 或冷拉狀態(tài)供應(yīng);熱軋板材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+切邊后供應(yīng);冷軋板材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+矯直 +切邊后供應(yīng);冷軋帶材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+切邊成卷供應(yīng);冷拔管材經(jīng)固溶十酸洗后供應(yīng)、或冷拔 (軋)狀態(tài)供應(yīng);焊絲以冷拉狀態(tài)、或固溶+酸洗、或半硬化狀態(tài)成盤(pán)狀供應(yīng);冷鍛用絲材以冷拉狀態(tài)、或固 溶+酸洗、或固溶+磨光,成盤(pán)狀或直條狀供應(yīng);環(huán)形件和鍛件一般不經(jīng)熱處理供應(yīng)。
2物理、彈性和化學(xué)性能
2. 1 熔化溫度范圍1374°C ?1420°C ⑶。
2. 2相變點(diǎn)
2. 3熱導(dǎo)率(表2-1)
2. 8 密度p=8. 4
2. 9磁性能
合金無(wú)磁性。
2. 10 彈性性能(表2-5)
2. 11 化學(xué)性能
2. 11.1抗氧化性能
2. 11. 1. 1合金在空氣介質(zhì)中,不同溫度試驗(yàn) 100h的氧化速率見(jiàn)表2-6。
2. 11. 1.2合金不同溫度和時(shí)間的氧化腐蝕深度見(jiàn)表2-7。
2. 11.2 耐腐蝕性能
2.12 黑度
合金在空氣中,不同溫度的全輻射黑度 見(jiàn)表2-8.
3力學(xué)性能
1 供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
3. 1. 1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能(表3-1)
3.1.2生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計(jì)許用值
(表3-2和表3-3)
表3-1
表 3-2[7]
表 3-3[8]
3.2 短時(shí)力學(xué)性能
3. 2.1硬度
3. 2.2沖擊性能
3. 2.3壓縮性能
3.2.4 扭轉(zhuǎn)性能
3. 2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6. 1冷軋板經(jīng)不同冶煉工藝,不同溫度的 典型拉伸性能見(jiàn)表3-4。
3. 2.6.2冷軋板不同溫度屈服點(diǎn)前的拉伸曲線 見(jiàn)圖3-1,屈服點(diǎn)至斷裂的拉伸曲線見(jiàn)圖3-20,如果有圖表需求,可以直接與130-7278+7990聯(lián)系。
3. 2.6.3冷軋板經(jīng)不同冷軋變形量,室溫拉伸 性能曲線見(jiàn)圖3-3。
3. 2.6.4 冷軋板經(jīng)700°C和800°C長(zhǎng)期時(shí)效, 不同溫度的拉伸性能見(jiàn)表3-5。
圖3-2冷軋板不同溫度屈服點(diǎn)至斷裂的拉伸曲線
圖3-3冷軋板經(jīng)不同冷軋變形量.室溫拉伸性能曲線
3.3 持久和蠕變性能
3.3.1持久性能
3.3. 1.1冷軋板不同溫度和時(shí)間的持久強(qiáng)度見(jiàn)表3-6。
3.3. 1.2冷軋板不同溫度和時(shí)間的秒計(jì)持久強(qiáng)度見(jiàn)表3-7。
3.3. 1.3冷軋板不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線見(jiàn)圖3-4,持久熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線見(jiàn)圖3-5.
表 3-6
表 3-7
圖3-4冷軋板不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線⑵
圖3-5冷軋板持久熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線⑺,如果有圖表需求,可以直接與墨,鉅特殊鋼客服聯(lián)系。
3.3.2 蠕變性能
3. 3. 2. I冷軋板經(jīng)不同熱處理,不同溫度、100h的 蠕變極限見(jiàn)表3-80
3. 3. 2. 2冷軋板不同溫度和時(shí)間的秒計(jì)蠕變極限 見(jiàn)表3-9 o
3.3. 2. 3 冷軋板700°C和800°C不同應(yīng)力的蠕變曲 線分別見(jiàn)圖3-6和圖3-7。
表 3-8
表 3-9
圖3-6冷軋板700°C不同應(yīng)力的蠕變曲線,如果有圖表需求,可以直接與墨,鉅特殊鋼客服聯(lián)系
圖3-7冷軋板800°C不同應(yīng)力的蠕變曲線 冷軋板,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理
3.4 疲勞性能
3.4. 1高周疲勞
冷軋板不同溫度彎曲震動(dòng)疲勞極限見(jiàn)表3-10, 疲勞S-N曲線見(jiàn)圖3-8o
表 3-10
3.4.2低周疲勞
3. 4.3 特種疲勞
冷軋板不同循環(huán)溫度的冷熱疲勞性能見(jiàn)表3-11。
表 3-11
4工藝性能與要求
4. 1 成形工藝與性能
鋼錠鍛造開(kāi)坯裝爐溫度不高于800°C ,加熱溫度為1160°C~1200°C,終鍛溫度不低于900°C,一次加熱的變形程度為50%;板材熱軋加熱溫度為1040°C~1100°C,冷軋變形量大于30%。
4. 2 工藝性能
4.2. 1 板材反復(fù)彎曲及杯突性能見(jiàn)表4-1。
4. 2.2 板材沖壓性能見(jiàn)表4-2。
4.3 焊接性能
氬弧焊時(shí)熔池流動(dòng)性和成形性能均良好,裂紋傾向性??;點(diǎn)焊和縫焊時(shí)有較寬的規(guī)范參數(shù)范圍,核心 縮孔較小,一般無(wú)裂紋及結(jié)合線伸入。該合金可與1Crl8Ni9Ti、GH1140、GH3039、GH3044、GH3128等合金組合進(jìn)行焊接。
4.3.1手工氬弧焊(對(duì)接)規(guī)范見(jiàn)表4-3。
表4-3
4.3.2不加焊絲的自動(dòng)鎢極氬弧焊(對(duì)接)規(guī)范見(jiàn)表4-4。
4.3.3固溶狀態(tài)縫焊規(guī)范見(jiàn)表4-5。
表 4-4
表 4-5
4.3.4各種焊接接頭的力學(xué)性能見(jiàn)表4-6。
表 4-6
4. 4 零件熱處理工藝
航空工廠零件的中間熱處理和最終熱處理制度為:1000°C*(5?10)min/AC或WQ。如需要零件具有高的熱強(qiáng)性,可將最終固溶處理溫度提高到1150°C。
4. 5 表面處理工藝
熱處理后,零件表面的氧化皮可用吹砂或酸洗方法清除。酸洗時(shí)采用hf-h2so4-hno3水溶液的單 一酸洗工藝,也可釆用NaOH-NaNO3和H2SO4-NaCl-H2。溶液的復(fù)合酸堿洗工藝□氣
4. 6 切削加工與磨削性能
無(wú)特殊要求。
5組織結(jié)構(gòu)
5. 1 相變溫度
5. 2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
5.3 典型組織
合金板材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后為單相奧氏體組織,晶粒度為5~8級(jí),存在有少量TiC和Ti(CN),見(jiàn) 圖5-1、圖5-2o生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)少量因固溶溫度偏低,由殘余碳化物形成的老晶界,見(jiàn)圖5-3。
合金經(jīng)700°C?800°C長(zhǎng)期時(shí)效后,析出Cr7C3型碳化物,但析出量較少,對(duì)合金的性能影響不大. Cr7C3形貌及分布見(jiàn)圖5-4。
圖5-3板材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的老晶界組織形貌殘余碳化物形成的老晶界。