GH4141合金介绍
GH4141是Ni-Cr-Co基沉淀硬化型变形高温合金,主要以时效沉淀y相和MC型碳化物为主要强化相,使用温度在980℃以下。合金在650℃~900℃范围内具有较高的拉伸、持久和蠕变强度、抗屈服和抗疲劳性能以及良好的抗氧化性能,是980℃以下使用力学性能X高的板材合金之一。合金的机加工性能良好,适用于制作870℃以下要求高强度、980℃以下要求抗氧化性能的航空和航天发动机用涡轮盘、导向叶片、燃烧室板材承力件、涡轮转子、导向器、紧固件和高温弹簧等部件。主要产品有热轧和锻制棒材、板带材、丝材、盘锻件和环形件等。
材料牌号
GH4141(GH141)。
GH4141高温合金化学成分 | |||||
Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti |
18~20 | 余 | 10~12 | 9~10.5 | 1.4`1.8 | 3.0~3.5 |
C | Fe | B | Zr | S | Mn |
0.06~0.12 | ≤5.0 | 0.003`0.01 | ≤0.07 | ≤0.015 | ≤0.5 |
Si | P | Cu | Sn | As | Sb |
≤0.5 | ≤0.015 | ≤0.5 | ≤0.0012 | ≤0.0025 | ≤0.0025 |
应用概况及说明
合金已用于制作航空发动机的燃烧室内套壁前段和后段、高压涡轮外环支撑环和固定环、高压导向器外环和内支撑环、封严支撑环后安装边、燃烧室后壳体、封严片和紧固件等,以及火箭发动机的涡轮转子等零件,批产和使用情况良好。
由于该合金中铝、钛和钼元素含量较高,铸锭锻造开坯比较困难,但开坯后塑性较好。合金经退火后可进行冷冲压和旋压成形。合金可以采用熔焊和接触焊进行焊接,焊前应进行过时效处理、或在焊前控制固溶处理后的冷却速度方法,避免熔焊时产生应变时效裂纹。
主要规格
d100mm~300mm锻制棒材;a8mm~100mm热轧棒;80.5mm~4.0mm冷轧板;80.10mm~0.8mm 冷轧带材;d10mm~25mm冷拉棒;d1.0mm~5.0mm焊丝;各种规格的圆饼、环坯和环形件。
供应状态
锻制棒材以锻态+车光后供应;热轧棒以热轧态+车光或磨光、或经退火+车光或磨光后供应;冷轧板经固溶十碱酸洗+平整十矫直十切边后供应;冷轧带材经固溶+碱酸洗+切边后成卷供应,进行光亮固溶处理后可不经碱酸洗;盘锻件和环锻件以锻态、或经退火+固溶、或经退火+固溶+时效后供应。模锻件经热处理+粗机加工+车光后供应。焊丝以硬态、或半硬态(减面率不大于20%)、或固溶+酸洗、或光亮固溶状态,成盘(轴)或直条供应。
供应状态的冷拉棒分为三X,AX经8%~12%的冷拉变形,必要时磨光;BX经8%~12%的冷拉变形+退火+磨光;CX经8%~12%的冷拉变形+退火+固溶+时效+磨光后供应。
焊接性能
合金可进行熔焊、扩散焊、钎焊和摩擦焊。
熔焊可采用电子束焊或氩弧焊,焊前为消除焊缝应变时效裂纹倾向,要进行固溶处理或过时效处理。固溶处理制度为1080℃,以22℃/min冷却到650℃;过时效处理制度为1080℃×30min,以(1.7~4.4)℃/min冷却到980℃,保温4h,以(1.7~4.4)℃/min冷却到760℃,保温4h,空冷00mm。焊后在消除焊接应力和恢复性能时,应快速加热通过时效硬化温度区间,以消除应变时效开裂倾向。细晶和低杂质含量母材,可消除合金的机械加工硬化;低的焊接线能量也可以降低应变时效开裂倾向。
零件热处理工艺
零件在较低温度下工作,要求具有高的拉伸强度和抗疲劳性能时,可采用1080℃/AC+760℃×16h/AC;在较高温下工作,要求具有高的热强性时,可采用1180℃/AC+900℃×4h/AC;要求焊接的环形件等零部件,可采用1120℃×30min/AC+900℃×4h/AC。根据成品需要,时效保温时间可以减少到1h。
密度p=8.27g/cm3。