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GH4145 合金主要是以γ"[Ni3(Al、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍基高温合金，在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800℃以下具有较高的强度，540℃以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的成形性能和焊接性能。该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。还可用于制造气轮机涡轮叶片等零件。可供应的品种有板材、带材、棒材、锻件、环形件、丝材和管材。[1]
相近牌号
Inconel X-750(美国),NiCr15Fe7TiAl(德国),NC15FeTNbA(法国),NCF750(日本)
材料的技术标准
Q/3B 4088-1994《GH4145合金毛细管材》
Q/3B 4098-1995《GH4145合金丝材》
Q/3B 4198-1993《GH4145合金冷轧板材、带材》
化学成分
表1-1
|
C |
Cr |
Ni+Co |
Al |
Ti |
Fe |
Nb+Ta |
|
≤0.08 |
14.0～17.0 |
≥70.0 |
0.40～1.00 |
2.25～2.75 |
5.00～9.00 |
0.70～1.20 |
|
Co |
Mn |
Si |
S |
Cu |
P |
|
≤1.00 |
≤1.00 |
≤0.50 |
≤0.010 |
≤0.50 |
≤0.015 |
注：表中Mn、Si为棒、锻件、环形件和丝材含量，板材、带材和管材为：Mn≤0.35%,Si≤0.35%。
物理及化学性能
熔化温度范围
1395～1425℃
热导率
见表2-1
|
θ/℃ |
50 |
100 |
300 |
500 |
900 |
|
λ/（W/（m・C）） |
14.7 |
15.9 |
20.1 |
25.1 |
37.3 |
|
θ/℃ |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
|
α/10-6C-1 |
13.1 |
13.5 |
14.1 |
14.4 |
15.0 |
15.6 |
16.2 |
密度
ρ=8.25g/cm3
电性能
50℃时的电阻率ρ=1.22*10-6Ω.m
GH4145(GH145)合金技术标准规定的带材、板材和管材的室温力学性能：见表3-1。
表3-1
|
品种 |
规格δ/mm |
热处理制度 |
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ4D/% |
HRC |
|
带材 |
|
交货状态 |
≤930 |
- |
≥18 |
- |
|
交货状态＋730℃±10℃，8h，炉冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，总时效时间不小于18h |
≥1105 |
- |
≥12 |
≥30 |
||
|
板材 |
≤0.60 |
交货状态 |
≤930 |
≤515 |
≥30 |
- |
|
>0.60 |
≤930 |
≤515 |
≥35 |
- |
||
|
板材 |
|
交货状态＋730℃±10℃，8h，炉冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，总时效时间不小于18h |
≥1170 |
≥795 |
≥18 |
≥32 |
|
管材 |
|
交货状态 |
≤965 |
≤550 |
≥35 |
- |
|
交货状态＋730℃±10℃，8h，炉冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，总时效时间不小于18h |
≥1170 |
≥790 |
≥15 |
- |
注：交货状态为固溶980℃±15℃，保温适当时间，空冷或快冷，去除氧化皮。
2、GH4145(GH145)合金技术标准规定的丝材的室温力学性能：见表3-2。
表3-2
|
品种 |
规格/mm |
热处理制度 |
圆形丝 |
方或扁形丝 |
|
σb/MPa |
σb/MPa |
|||
|
丝材 |
≤6.35 |
A类，交货状态 |
≥1310 |
≥1210 |
|
>6.35～15.88 |
≥1110 |
≥1110 |
||
|
≤0.65 |
B类，交货状态 |
≤1030 |
|
|
|
>0.65～12.70 |
895～1140 |
|
||
|
≥0.30～6.35 |
A类，交货状态＋650℃±10℃,4h,空冷 |
≥1520 |
|
|
|
>6.35～10.60 |
≥1380 |
|
||
|
>10.60～15.90 |
≥1240 |
|
||
|
≥0.30～6.35 |
A类，交货状态＋1150℃±10℃，2h，空冷，＋840℃±10℃，24h，空冷，＋650℃±10℃，20h，空冷 |
≥1030 |
|
|
|
>6.35～15.90 |
≥1000 |
|
||
|
≤0.65 |
B类＋730℃±10℃,16h，空冷 |
≥1070 |
|
|
|
>0.65～12.70 |
≥1140 |
|
注：交货状态，丝材在冷拉至成品前，在1090～1200℃内的某一温度固溶处理，然后按下述规定进行冷拉;
A类：标称直径或边长不大与6.35mm的丝材，冷拉变形量为50%～65%;标称直径或边长大于6.35mm的丝材，冷拉变形量为 30%以上。
B类：标称直径或边长不大于0.65mm的丝材，冷拉变形量为15%左右。
金相组织结构
合金标准热处理状态的组织由γ基体、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ'[Ni3(Al、Ti、Nb)]相组成，γ'含量大约为14.5%，是合金的主要强化相。
工艺性能与要求
1、合金的锻造温度在1220～950℃之间均易成形。该合金在剧烈成形工序后就进行固溶处理。
2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
3、合金具有较好的焊接性能，可进行各种焊接。焊接后进行时效处理可获得近似完全热处理状态的强度。
4、零件热处理就在无硫的中性或还原性气氛中进行，以免发生硫化。
热处理制度
板、带、管材供应状态的固溶热处理制度980℃±15℃，空冷。材料及零件的中间热处理制度，可分别选择下列工艺进行热处理。
退火：955～1010℃，水冷。
焊接件焊接前退火：980℃，1h。
焊接件消除应力退火：900℃,保湿2h。
消除应力退火：885℃±15℃，24h,空冷。
品种规格与供应状态
可以供应各种规格的棒材、锻件、环形件、热轧板、冷轧板、带材、管材和丝材。
板材和带材一般于热轧或冷轧、退火或固溶、酸洗抛光后供应。
棒材、锻件和环形件可于锻态或热轧状态供应;也可于锻后固溶处理供应;棒材可于固溶后磨光或车光供应，当订单有要求时，可于冷拉状态就位。
丝材可于固溶状态供应;对于标称直径或厚度在6.35mm以下的丝材，可固溶后并以50%～65%的冷拉变形供应;标称直径或边长大于6.35mm的丝材，固溶处理后以不小于30%的冷拉变形供应。对于标称直径或边长不大于0.65mm的丝材，根据要求固溶处理后以不小于15%的冷拉变形供应。
熔炼与铸造工艺
合金采用电弧炉加真空自耗重熔、真空感应加电渣、电渣加真空自耗重熔或真空感应加真空自耗重熔。
应用概况与特殊要求
该合金主要用于制造航空发动机工作温度在540℃以下的耐腐蚀的平面波形弹簧、周向螺旋弹簧、螺旋压簧、弹簧卡圈和密封圈等零件。
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