GH738-GH4738
一、GH738概述
GH738是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件，使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。
1.1GH738材料牌号GH738
1.2GH738相近牌号Waspaloy(美国)，NC20K14(法国)
1.3GH738材料的技术标准
Z9-0106-1986《涡轴八用GH738合金棒材暂行技术条件》
Q/6S1035-1992《高温紧固件用GH738合金棒材》
协上五高09-1986《GH738合金烟气机盘试制技术条件》(上钢五厂)
1.4GH738化学成分见表1-1。
表1-1%
|
C |
Cr |
Ni |
Co |
Mo |
Al |
Ti |
|||||
|
0.03～0.10 |
18.0～21.0 |
余 |
12.0～15.0 |
3.50～5.00 |
1.20～1.60 |
2.75～3.25 |
|||||
|
B |
Zr |
Fe |
Mn |
Si |
P |
S |
Cu |
||||
|
不小于 |
|||||||||||
|
0.003～0.010 |
0.02～0.08 |
2.0 |
0.10 |
0.15 |
0.015 |
0.015 |
0.10 |
||||
注：微量杂质为ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。
1.5GH738热处理制度1080℃?10℃，4h，空冷＋840℃，24h，空冷＋760℃，16h，空冷。
1.6GH738品种规格和供应状态可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等，通常不经热处理交货，板材固溶处理后交货。
1.7GH738熔炼和铸造工艺采用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。
1.8GH738应用概况与特殊要求该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机，主要用作涡轮叶片及涡轮盘等转动件，有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高，在国内较少采用。
二、GH738物理及化学性能
2.1GH738热性能
2.1.1GH738熔化温度范围1330～1360℃。
2.1.2GH738热导率见表2-1。
表2-1[1]
|
θ/℃ |
360 |
460 |
545 |
640 |
770 |
855 |
985 |
|
λ/(W/(m?℃)) |
16.8 |
18.3 |
20.2 |
22.4 |
24.1 |
25.3 |
28.0 |
2.1.3GH738比热容见表2-2。
表2-2[1]
|
θ/℃ |
360 |
460 |
545 |
640 |
770 |
855 |
985 |
|
c/(J/(kg.℃)) |
515 |
540 |
573 |
603 |
640 |
665 |
707 |
2.1.4GH738线膨胀系数见表2-3。
表2-3[1]
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
20～900 |
|
α/10-6℃-1 |
12.47 |
12.73 |
13.04 |
13.53 |
13.97 |
14.47 |
15.05 |
15.68 |
15.95 |
2.2GH738密度ρ=8.22g/cm3。
2.3GH738电性能
2.4GH738磁性能合金无磁性。
2.5GH738化学性能
2.5.1GH738抗氧化性能合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。
2.5.2GH738耐腐蚀性能合金抗盐雾腐蚀能力良好。
表2-4[1]
|
θ/℃ |
900 |
1000 |
|
氧化速率/(g/(m2?h)) |
0.083 |
0.226 |
三、GH738力学性能
3.1GH738技术标准规定的性能见表3-1。
表3-1
|
拉伸性能 |
HBS |
持久性能 |
||||||
|
θ/℃ |
σb/MPa |
δ5/% |
φ/% |
θ/℃ |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
|
|
不小于 |
不小于 |
|||||||
|
815 |
608 |
20 |
32 |
299～387 |
815 |
328 |
23 |
8 |
四、GH738组织结构
4.1GH738相变温度合金中γ′相的溶解温度为980～1050℃，开始从基体中析出温度为630℃，析出峰值温度为800℃。合金中M23C6碳化物相的开始析出温度为700℃，完全溶解温度为1020℃。
4.2GH738时间-温度-组织转变曲线
4.3GH738合金组织结构经标准热处理后，除奥氏体基体外，还有γ′相，其化学式为(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039
)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕迹)，该相总量占合金重量的20%。此外，还有M23C6型碳化物，其化学式近似为(Cr0.746Mo0.094
Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外，还有少量的Ti(CN)和TiN等相。
该合金经650℃和730℃长期时效至3000h，γ′相的数量变化不明显，分别约有3%和1%左右的补充析出，γ′相大小分别从146nm长大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6转化，碳化物总量略有增加，从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效过程中无新相析出，组织稳定。
五、GH738工艺性能与要求
5.1GH738成型性能
5.1.1GH738合金塑性图见图5-1。
5.1.2GH738合金的再结晶图见图5-2。
5.1.3GH738该合金热加工塑性良好，是比较好成形的镍基高温合金。锻造开坯加热温度1150～1170℃，适宜的热加工温度为1040～1170℃，终锻温度不低于1000℃。涡轮叶片锻造温度通常采用1070～1110℃范围，模锻最小变形量应大于25%。应避免在高温（1180℃）下小变形量（约10%）热加工，此时可能在晶界上形成连续的MC型碳化物薄膜，导致缺口敏感。在较低温度下（980～1080℃）热变形，晶界上很少形成MC碳化物薄膜，只有不连续的M23C6型碳化物，热处理后可获得均匀的4～5级晶粒度，综合性能良好。
5.3GH738零件热处理工艺零件热处理时应注意防止零件表面元素贫化，加热应均匀。
5.4GH738表面处理工艺该合金用做涡轮叶片和涡轮盘等转动件时，为了提高疲劳性能，进行氩气保护消除应力退火，以及喷丸处理。为提高涡轮叶片耐燃气腐蚀及热疲劳性能，可进行扩散渗铝处理。
产品形态：
|
库存材料牌号 |
||||||
|
Nitronic 60 |
1.4313 |
SUH600 |
SUS347 |
GH3030 |
CK10 |
50CrV4 |
|
UNS S21800 |
1.4125 |
SUH616 |
SUS416 |
GH3044 |
CK45 |
41CrAlMo7-10 |
|
Nitronic 50 |
1.4112 |
SUS301 |
SUS420J1 |
Hastelloy C-276 |
1.1191 |
41NiCrMo7-3-2 |
|
S20910 |
1.4122 |
SUS303 |
SUS420J2 |
Inconel 600 |
1.6523 |
20NiCrMo2 |
|
UNS S20910 |
1.4568 |
SUS304 |
SUS430 |
1.4529 |
17CrNiMo6 |
9SMnPb28 |
|
XM-19 |
1.4509 |
SUS302 |
SUS430F |
UNS N08367 |
40NiCrMo2 |
S250Pb |
|
1.4462 |
1.4315 |
SUS304Cu |
SUS431 |
UNS N08926 |
15NiCr13 |
SAE1215 |
|
1.4057 |
1.4319 |
SUS316Ti |
SUS440A |
Monel 400 |
1.5752 |
1.0718 |
|
EN1.4460 |
1.4571 |
SUS304L |
SUS440B |
Incoloy 825 |
1.7131 |
11SMnPb28 |
|
1.4542 |
1.4547 |
SUS304N1 |
SUS440C |
Nimonoc80A |
1.7139 |
11SMn30 |
|
SUS630 |
316L |
SUS304N2 |
SUS440F |
GH536 |
16MnCr5 |
1.0715 |
|
s17400 H1025 |
304N |
SUS309S |
SUS444 |
UNS S31254 |
16mncrs5 |
9SMn28 |
|
17-4PH |
304 |
SUS310S |
SUS630 |
GH3128 |
1.7147 |
12L14 |
|
UNS S66286 |
316Ti |
SUS314 |
SUS631 |
Alloy 59 |
EN 1.6580 |
9SMnPb36 |
|
SUH660 |
S31254 |
SUS316 |
GH2132 |
Alloy 31 |
1.6582 |
1.0737 |
|
A286 |
254 SMO |
SUS316L |
IncoloyA-286 |
Alloy 602CA |
25CrMo4 |
S300Pb |
|
15-7mo PH |
F44 |
SUS316LN |
Incoloy 800H |
Alloy 601 |
1.7225 |
C17200 |
|
1.4305 |
S31803 |
SUS316N |
Inconel718 |
VDM Alloy 601 |
1.8159 |
2.1247 |
|
1.4404 |
F51 |
SUS317 |
GH3536 |
VDM Alloy 31 |
1.8509 |
2.1285 |
|
1.4301 |
2205 |
SUS321 |
Hastelloy X |
VDM Alloy 59 |
1.6563 |
1.4310 |
|
EN 1.4310 |
1.4529 |
SUS329 |
Inconel 625 |
34crnimo6 |
20MnCr5 |
X-750 |
|
1.4418 |
SUH 660 |
SUS329J3L |
Monle K-500 |
30crnimo8 |
42CrMo4 |
25Cr2ni4WA |
|
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