GH4169 Descripción general
La aleación GH4169 es una aleación de alta temperatura a base de níquel precipitada y reforzada por la fase γ" del centro tetragonal y la fase γ' centrada en la cara cúbica. Tiene buenas propiedades integrales en el rango de -253 ~ 700 ℃, el límite elástico por debajo de 650 ℃ ocupa el primer lugar entre las aleaciones deformadas a alta temperatura. También tiene buena resistencia a la fatiga, resistencia a la radiación, resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión, así como buena maquinabilidad, soldabilidad y estabilidad estructural a largo plazo. de esta aleación. Otra característica es que su microestructura es particularmente sensible al proceso de procesamiento térmico. Al comprender las reglas de precipitación y disolución de las fases de la aleación y la relación entre estructura, proceso y rendimiento, se pueden formular procedimientos de proceso razonables y factibles. a diferentes requisitos de uso para cumplir con los requisitos. Varias piezas con diferentes niveles de resistencia y requisitos de uso. Las variedades suministradas incluyen piezas forjadas, barras forjadas, barras laminadas en frío, discos, anillos, placas, tiras, alambres y tubos. se pueden convertir en discos, anillos y palas, ejes, sujetadores y elementos elásticos, estructuras de placas, cajas y otras piezas para uso aeronáutico a largo plazo.
1.1 GH169? ), NC19FeNb (Francia)
1.3 GH4169? Norma técnica de materiales
GJB 2612-1996 "Especificación para soldar alambre de acero estirado en frío de aleación a alta temperatura"
HB 6702-1993 gp 169 barras de aleación de la serie WZ8
GJB 3165 ¿Especificación para barras de aleación de alta temperatura forjadas y laminadas en caliente para piezas de rodamientos de aeronaves
GJB 1952 Laminadas en frío de alta temperatura? aleaciones para piezas de rodamientos de aeronaves Especificación para láminas de aleaciones
GJB 1953 Especificación para barras laminadas en caliente de aleaciones de alta temperatura para uso en piezas giratorias de motores aeroespaciales
GJB 2612 Especificaciones para piezas de rodamientos en frío materiales de aleación estirados a alta temperatura para soldadura
GJB 3317 Especificación para placas de acero laminadas en caliente de aleación de alta temperatura para uso en aviación
GJB 2297 Especificación para placas de acero laminadas en caliente (laminadas) en frío láminas de acero de aleación de alta temperatura para uso en aviación
Especificación GJB 3020 para espacios en blanco de anillos de aleación de alta temperatura para uso en aviación
p>
Especificación GJB 3167 para aleaciones de alta temperatura estiradas en frío materiales para estampación en frío
GJB 3318 Especificación para tiras de aleación laminadas en frío de alta temperatura para uso aeroespacial
GJB 2611 Barras estiradas en frío de aleación de alta temperatura para uso aeroespacial Especificaciones de materiales
YB/T5247 Estirado en frío de aleaciones de alta temperatura para soldadura
YB/T5249 "Estirado en frío de aleaciones de alta temperatura para estampación en frío"
YB/T5245 "Alta general -barras laminadas en caliente y forjadas de aleación de alta temperatura para piezas de rodamientos"
GB/T14993 "Barras laminadas en caliente de aleación de alta temperatura para piezas giratorias"
GB/T14994 "barras laminadas en caliente de alta temperatura" barras de acero aleado estiradas en frío"
GB/T14995 "Hoja laminada en caliente de aleación para alta temperatura"
GB/T14996 "Hoja laminada en frío de aleación para alta temperatura"
GB/T14997 Torta redonda forjada con aleación de alta temperatura
GB/T14998 "Peludidad de los espacios en blanco de aleación de alta temperatura"
GB/T14992 "Clasificación y nomenclatura de aleaciones de alta temperatura y compuestos intermetálicos"
HB 5199 "Hoja de aleación laminada para alta temperatura para refrigeración de aviación"
HB 5198 "Barras de aleación deformadas para alta temperatura para palas de aviación"
HB 5189 "Aleación deformada para alta temperatura Barras para palas de aviación"
HB 6072 GH 4169 varillas de aleación serie wz8
1.4 GH4169? Composición química La composición química de esta aleación se puede dividir en tres categorías: composición estándar, composición de alta calidad y composición de alta pureza, como se muestra en la Tabla 1-1. Los ingredientes de alta calidad reducen el carbono y aumentan el niobio sobre la base de ingredientes estándar, reduciendo así la cantidad de carburo de niobio, reduciendo las fuentes de fatiga, aumentando la cantidad de fases de fortalecimiento y mejorando la resistencia a la fatiga y la resistencia del material. Al mismo tiempo, se reducen las impurezas nocivas y los niveles de gases. Los ingredientes de alta pureza reducen el contenido de azufre e impurezas nocivas basándose en altos estándares de calidad, mejorando la pureza y el rendimiento general del material.
El contenido de boro en la aleación GH4169 para energía nuclear debe controlarse (otros elementos permanecen sin cambios), y el contenido específico se determina mediante negociación entre la oferta y la demanda. Cuando ω (b) es menor o igual a 0,002%, para distinguirla de la aleación GH4169 utilizada en la industria aeroespacial, el grado de aleación es GH4169A.
1.5 GH4169? ¿Sistema de tratamiento térmico? Las aleaciones tienen diferentes regímenes de tratamiento térmico para controlar el tamaño de grano, morfología, distribución y cantidad de la fase delta para obtener diferentes niveles de propiedades mecánicas. Los sistemas de tratamiento térmico de aleaciones se dividen en tres categorías:
I: (1010 ~ 1065) ℃
Los granos de los materiales tratados por este sistema son gruesos y no hay fase δ en los límites de los granos y dentro de los granos Sensible a las muescas, pero beneficioso para mejorar el rendimiento al impacto y la resistencia a la fragilización por hidrógeno a baja temperatura.
ⅱ: (950 ~ 980)℃65438±00℃, 65438±0h, refrigeración por aceite, refrigeración por aire o refrigeración por agua +720℃±5℃, 8h, refrigeración del horno a 50℃/h a 620 ℃± 5℃, 8h, refrigeración por aire.
El material procesado por este sistema tiene una fase delta, lo que resulta beneficioso para eliminar la sensibilidad a la muesca. Es el sistema de tratamiento térmico más utilizado y también se denomina sistema de tratamiento térmico estándar.
ⅲ: 720 ℃ ± 5 ℃, 8 h, enfriar a 620 ℃ ± 5 ℃, 8 h, enfriamiento por aire a 50 ℃/h de velocidad del horno.
Después de este tratamiento, hay menos fase δ en el material, lo que puede mejorar la resistencia y el rendimiento ante impactos del material. Este sistema también se denomina sistema de tratamiento térmico de envejecimiento directo.
1.6 GH4169? ¿Especificaciones de variedad y estado de suministro? Podemos proporcionar troqueles forjados (discos y forjados macizos), tortas, anillos, barras (barras forjadas, barras laminadas y barras estiradas en frío), placas, alambres, tiras, tubos, sujetadores de diferentes formas y tamaños, elementos elásticos. El estado de entrega lo determinan ambas partes. El alambre de soldadura se entrega en forma de disco en las condiciones de entrega acordadas.
1.7?GH4169? ¿Proceso de fundición? El proceso de fundición de aleaciones se puede dividir en tres categorías: inducción al vacío más refundición por electroescoria; inducción al vacío y refundición por arco al vacío más refundición por electroescoria + refundición por arco al vacío; Según los requisitos de las piezas, se puede seleccionar el proceso de fusión requerido para cumplir con los requisitos de uso. ?
1.8?GH4169? ¿Descripción general de la aplicación y requisitos especiales? Fabricación de diversas piezas estacionarias y giratorias en motores de aviación y aeroespaciales, tales como discos, anillos, carcasas, ejes, palas, sujetadores, elementos elásticos, conductos de gases, sellos, etc. y componentes estructurales soldados; fabricación de diversos elementos elastoméricos y rejillas para aplicaciones de la industria de la energía nuclear y otras piezas para uso en los sectores petrolero y químico;
En los últimos años, sobre la base de una investigación profunda y la expansión de la aplicación de esta aleación, se han desarrollado muchos procesos nuevos para mejorar la calidad y reducir costos: la refundición por arco al vacío utiliza un proceso de enfriamiento con helio para reducir eficazmente la segregación de niobio; el proceso de moldeo por inyección produce piezas en forma de anillo para reducir los costos de producción y acortar el ciclo de producción; el proceso de conformado superplástico se utiliza para ampliar la gama de producción del producto;
2. Propiedades físicas y químicas del GH4169
2.1 ¿GH4169? Propiedades populares
2.1.1 GH4169? ¿Rango de temperatura de fusión? 1260 ~ 1320 ℃.
2.1.2 GH4169? El coeficiente de conductividad térmica se muestra en la Tabla 2-1.
4.3 Estructura de la aleación
4.3.1 La aleación se compone de fases de matriz γ, γ′, γ″, δ y NbC en condiciones estándar de tratamiento térmico γ″ (Ni3Nb). es la principal La fase fortalecida es una fase metaestable con una estructura ordenada cuadrilátera centrada en el cuerpo. Dispersa **precipitados reticulares en la matriz en forma de discos. Durante el envejecimiento prolongado o el uso prolongado, es fácil transformarse en fase delta y reducir la fuerza. El número de fase γ′(Ni3(Al, Ti)) es menor que el de la fase γ″ y precipita en una dispersión esférica, lo que desempeña un papel en el fortalecimiento de la aleación. La fase δ precipita principalmente en los límites de los granos y. su morfología está relacionada con la temperatura final de forjado durante la forja. La temperatura final de forjado es de 900 °C, formando agujas y precipitando en los límites de los granos y dentro de los granos. La temperatura final de forjado alcanza los 930 °C, y la fase δ es granular y. Distribuida uniformemente, la temperatura de forjado final alcanza los 950 °C, y la fase δ se distribuye principalmente en forma de varillas cortas. Cuando la temperatura de forjado final alcanza los 980 °C, se forma una pequeña cantidad de fase δ en forma de aguja. precipita en el límite del grano y la forja muestra una sensibilidad persistente a las muescas. Cuando la temperatura de forja final supera los 1020 ° C, no hay precipitación de la fase δ en la forja y los granos se vuelven más gruesos durante el proceso de forja. , la fase δ precipita en los límites del grano y desempeña un papel de fijación para evitar el engrosamiento del grano.
La fase L no está permitida en la aleación GH4169 deformada. La fase es rica en niobio y existe entre las dendritas. el lingote, lo que reduce el punto de fusión inicial del lingote. La relación entre la temperatura de la solución sólida de la fase L en el lingote y el tiempo de homogeneización se muestra en la Figura 4-2. >Granularidad
El grano. La tendencia de crecimiento de la aleación 4.3.3.1 durante la solución sólida a alta temperatura (conservación del calor durante 2 horas) se muestra en la Figura 4-3.
4.3.3.2 Las varillas (tamaño de grano original 9 ~ 9,5) se calientan a diferentes temperaturas y se forjan con diferentes deformaciones, y luego se someten a un tratamiento térmico estándar (temperatura de la solución sólida 965°C, 65438±0h). Los cambios en el tamaño de las partículas se muestran en la Tabla 4-1.
De acuerdo con los estándares técnicos de forja 4.3.3.3, el tamaño de grano promedio de las piezas forjadas ordinarias es el nivel 4, con algún nivel 2 permitido. El tamaño de grano promedio de las piezas forjadas de alta resistencia es el nivel 8, con algún nivel 2. permitido. El tamaño de grano promedio de las piezas forjadas envejecidas directamente debe ser de grado 10 o más fino.
4.3.4 Los cambios en el número de fases precipitadas después del envejecimiento a largo plazo de piezas forjadas envejecidas directamente a 600 ~ 700 °C durante 500 horas se muestran en la Tabla 4-2.
Verbo (abreviatura del verbo) GH4169 Rendimiento y requisitos del proceso
5.1 Formabilidad
5.1.1 Debido al alto contenido de niobio en la aleación GH4169, el grado de segregación de niobio en la La aleación está directamente relacionada con el proceso metalúrgico. La velocidad de fusión y la calidad de la varilla del electrodo de la refundición de electroescoria y la fusión por arco al vacío afectan directamente la calidad del material. Si la velocidad de fusión es rápida, se formarán fácilmente puntos negros ricos en niobio; si la velocidad de fusión es lenta, se formarán puntos blancos pobres en niobio; si la calidad de la superficie de la varilla del electrodo es deficiente, la varilla del electrodo tendrá grietas; conducirá fácilmente a la formación de manchas blancas. Por tanto, mejorar la calidad de la varilla del electrodo, controlar la velocidad de fusión y aumentar la velocidad de solidificación del lingote son factores clave en el proceso de fusión. Para evitar una fuerte segregación de elementos en los lingotes de acero, el diámetro de los lingotes de acero utilizados hasta el momento no supera los 508 mm.
El proceso de homogeneización debe asegurar la completa fusión de la fase L en el lingote de acero. El tiempo para la homogeneización en dos etapas del lingote de acero y la homogeneización secundaria de la artesa depende del diámetro del lingote de acero y de la artesa. El control del proceso de homogeneización está directamente relacionado con el grado de segregación de niobio en el material.
El proceso de homogeneización actual de 1160 ℃, 20 h, 1180 ℃ y 44 h utilizado en producción no es suficiente para eliminar la segregación en el centro del lingote. Se recomienda utilizar el siguiente proceso de homogeneización: <. /p>
1.1150 ~ 160℃, 20~30h+1180~1190℃, 110~130h;
2.1160℃, 24h+1200℃, 70h[20].
5.1.2 La aleación homogeneizada tiene buena trabajabilidad en caliente y la temperatura de calentamiento para la apertura del lingote no supera los 1120 °C. El proceso de forjado de piezas forjadas debe basarse en las condiciones de uso y los requisitos de aplicación de las piezas forjadas, así como en las condiciones de producción del fabricante. En la producción de corte y forjado, la temperatura de recocido intermedio y la temperatura de forjado final deben determinarse de acuerdo con la estructura y propiedades requeridas de la pieza. Generalmente, la temperatura final de forjado de las piezas forjadas debe controlarse entre 930 ~ 950 ℃. Las temperaturas de forjado y los grados de deformación de varios forjados se muestran en la Tabla 5-1.
5.1.3 Para conocer las características de conformado en frío de placas metálicas, consulte la Tabla 5-2.
5.1.4 La relación entre el grado de deformación de las piezas forjadas, la temperatura final de forja y el tamaño de grano se muestra en la Figura 5-1.
La recristalización dinámica de la aleación 5.1.5 se muestra en la Figura 5-2.
5.1.6 Las piezas forjadas en matrices de palas de motores se forjan mediante dos procesos: recalcado y forjado final. Los efectos de diferentes temperaturas de calentamiento de forjado sobre el rendimiento integral de la hoja se muestran en la Tabla 5-3. La estructura y el rendimiento de la hoja forjada final recalcada a 1020°C son los mejores.
La curva de resistencia a la deformación a alta temperatura de la aleación 5.1.7 se muestra en la Figura 5-3.
5.2 Soldabilidad Esta aleación tiene una soldabilidad satisfactoria y puede soldarse mediante soldadura por arco de argón, soldadura por haz de electrones, soldadura por costura y soldadura por puntos.
Para piezas en estado de envejecimiento directo, se recomienda utilizar soldadura por fricción inercial para mantener su efecto reforzante. Al seleccionar los parámetros apropiados del proceso de soldadura por fricción, las fases de refuerzo γ′, γ″ y δ se pueden retener en el borde de la soldadura y en la zona afectada por el calor, sin un impacto significativo en el rendimiento de la junta. Para piezas forjadas en estado de envejecimiento directo. se pueden realizar soldadura por fricción y luego se realiza un tratamiento de envejecimiento directo después de la soldadura (sistema ⅲ) para obtener una unión soldada con alta resistencia duradera [268686886616
5.3 Proceso de tratamiento térmico de piezas El tratamiento térmico de Las piezas de aviación suelen cumplir con el artículo 1.5. Se llevan a cabo los sistemas segundo y tercero, es decir, el sistema de tratamiento térmico estándar y el sistema de tratamiento térmico de envejecimiento directo. En condiciones técnicas básicas, también se pueden utilizar otros sistemas de tratamiento térmico. Realizado según el sistema estándar, el tratamiento de la solución puede estar en el rango de 950 ~ 980°C y se lleva a cabo dentro de 65438±00℃.
5.4 Tecnología de tratamiento de superficies Si es necesario, se pueden utilizar métodos como granallado, extrusión de orificios o laminado de roscas para fortalecer la superficie de las piezas, a fin de duplicar la vida útil de las piezas bajo cargas alternas.
Para las piezas que necesitan ser rociadas con recubrimientos de sellado resistentes al desgaste, se puede utilizar la pulverización por plasma o la pulverización explosiva, siendo lo mejor la pulverización explosiva. El recubrimiento en aerosol explosivo tiene una alta fuerza de unión con el sustrato, el recubrimiento es denso, tiene alta dureza, baja porosidad y buena resistencia al desgaste.
5.5 Propiedades de corte y rectificado Esta aleación se puede cortar satisfactoriamente.
Al procesar, es necesario asegurarse de que el arco cumpla con los requisitos de diseño y tenga una transición suave. No se permiten esquinas afiladas, abolladuras y rayones durante el procesamiento, ensamblaje o transporte, porque cuando ocurren estos defectos, se producirá una concentración excesiva de tensiones, lo que provocará accidentes graves durante el uso.
VI. Propiedades de tracción y rendimiento a baja temperatura del GH4169 (GH169) (incluido el proceso de tratamiento térmico)
Tabla 6-1-El efecto de la temperatura sobre las propiedades de tracción del material en caliente. barras laminadas