GH141鎳基變形高溫合金
中國牌號(hào):GH141/GH4141
美國牌號(hào):UNS N07041/Rene′41/R41/
Carpenter41/PYROMET41/UNITEMP41/
HynessalloyR41/J1610
一、GH141概述
GH141是是沉淀硬化型鎳基變形高溫合金,在650~950℃范圍內(nèi),具有高的拉伸和持久蠕變強(qiáng)度和良好的抗氧化性能。由于合金中鋁、鈦、鉬含量較高,鑄錠開坯比較困難,但變形后的材料具有較好的塑性,在退火狀態(tài)下可以冷成形,也可進(jìn)行焊接,焊接部件熱處理時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效裂紋。合金的品種有薄板、帶、絲、盤件、環(huán)形件、鍛件、棒材、和精密鑄件等,適合于制造在870℃以下要求有高強(qiáng)度和980℃以下要求抗氧化的航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零部件。
1.1 GH141材料牌號(hào) GH141(GH4141)。
1.2 GH141相近牌號(hào) UNS N07041,Rene′41,R41,Carpenter41,PYROMET41,UNITEMP41,HynessalloyR41,J1610(美國)。
1.3 GH141材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.4 GH141化學(xué)成分 見表1-1。
表1-1 %
C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | B | Fe | Zr | Mn | Si | P | S | Cu |
不大于 | ||||||||||||||
0.06~0.12 | 18.0~20.0 | 余 | 10.0~12.0 | 9.00~10.50 | 1.40~1.80 | 3.00~3.50 | 0.003~0.010 | 5.00 | 0.07 | 0.50 | 0.50 | 0.015 | 0.015 | 0.50 |
注:航天用材可加入ω(Mg)<0.05%和ω(La)<0.035%。
1.5 GH141熱處理制度 見表1-2。
表1-2
品種 | 熱處理制度 |
(航空)圓餅、環(huán)坯、環(huán)形件、棒、板材 | 規(guī)范Ⅰ:1080℃±10℃,快淬+1120℃±10℃,0.5h,空冷+900℃±10℃,1-4h,空冷 |
(航天)棒、盤件 | 規(guī)范Ⅱ:1080℃,4h,油冷+760℃,16h,空冷 |
規(guī)范Ⅲ:1065℃,4h,空冷+760℃,16h,空冷 | |
板材 | 規(guī)范Ⅳ:1180℃,30min,空冷+900℃,4h,空冷 |
規(guī)范Ⅴ:1080℃,保溫不小于2.4min/mm,空冷+760℃,16h,空冷 |
1.6 GH141品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可提供各種規(guī)格的圓餅、環(huán)坯、環(huán)形件、薄板、帶材、棒材、鍛件和精密鑄件等。板材于固溶狀態(tài)交貨,棒材和鍛件不經(jīng)熱處理交貨。
1.7 GH141熔煉與鑄造工藝 合金采用真空感應(yīng)熔煉、真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝。
1.8 GH141應(yīng)用概況與特殊要求 該合金廣泛用于制造航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫承力零部件,如導(dǎo)向葉片、燃燒室、渦輪、導(dǎo)向器高溫承力件、軸、盤、葉片和緊固件等,板材焊接件熱處理時(shí)的應(yīng)變時(shí)效裂紋,可采用焊前過時(shí)效處理或在焊前控制固溶處理后的冷卻速度的方法來解決,焊后再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)熱處理。
二、GH141物理及化學(xué)性能
2.1 GH141熱性能
2.1.1 GH141熔化溫度范圍 1316~1371℃[2]。
2.1.2 GH141熱導(dǎo)率 見圖2-1。
表2-1[2]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(m·℃)) | 8.37 | 10.47 | 12.56 | 15.07 | 17.17 | 19.56 | 21.35 | 23.45 | 25.96 |
2.1.3 GH141線膨脹系數(shù) 見圖2-2。
表2-2[2]
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 |
α1/10-6℃-1 | 10.54 | 11.69 | 12.24 | 12.78 | 13.08 | 13.48 | 14.21 | 14.97 | 15.91 |
2.2 GH141密度 ρ=8.27g/cm3。