高溫合金冷拉棒材(GB/T14994

高溫合金冷拉棒材(GB/T1499的圓形棒材的直徑為8～45mm，方形棒材的邊長為8～30mm，棒材長度應(yīng)大于2m

(1)尺寸規(guī)格見表8-36。 表8-36高溫合金冷拉棒材的尺寸規(guī)格 品種 尺寸規(guī)格要求 圓形棒材 直徑為8～45mm，尺寸偏差按GB/T905冷拉圓鋼中11級或12級 方形棒材 邊長為8～30mm，尺寸偏差按GB/T906冷拉方鋼中11級、12級或13級 六角棒材 內(nèi)切圓直徑為8～36mm，尺寸偏差按GB,T907冷拉六角鋼12級或13級 注：1．尺寸答應(yīng)偏差等級均應(yīng)在合同中注明。 　2．棒材長度應(yīng)大于2m。 (2)力學(xué)性能見表8—37。 表8-37高溫合金冷拉棒材的力學(xué)性能 合金 牌號 熱處理制度 瞬時拉伸性能 室溫 沖擊值 aK/(J/cm2) 室溫硬度HBS (d)(壓痕直徑) /mm 高溫持久性能 試驗(yàn) 溫度 /℃ 抗拉 強(qiáng)度 ób/ MPa 屈服 強(qiáng)度 ó0．2/MPa 伸長 率 δ5 斷面 收縮 率ψ (%) 試驗(yàn) 溫度 /℃ 應(yīng)力 /MPa 時間 /h 伸長 δ5(%) ≥ ≥ GHl040 1200℃×1h,空冷 700℃×16h空冷 800 300 GH2036 (1140 5)℃× lh20min活動 水 670℃×12 ～14h再升溫 至770～800℃ ×10～12h空冷 室溫 850 600 15 20 35 3.45/ 3.65 650 350 (380) 100 (35) GH2132 980～1000℃× 1～2h油冷 700～720℃× 16h空冷 室溫 920 600 15 20 3.30/ 3.85 650 460 (400) 23 (100) 5(3) GH3030 980～1000℃水 冷或空冷 室溫 700 30 GH4033 (1080±10)℃ ×8h空冷 (700±)10℃× 16h空冷 700 700 15 20 700 440 (420) 60 (80) (3)用途用于制造航空及其他產(chǎn)業(yè)用的緊固件等零件。

品種 尺寸規(guī)格要求 圓形棒材 直徑為8～45mm，尺寸偏差按GB/T905冷拉圓鋼中11級或12級 方形棒材 邊長為8～30mm，尺寸偏差按GB/T906冷拉方鋼中11級、12級或13級 六角棒材 內(nèi)切圓直徑為8～36mm，尺寸偏差按GB,T907冷拉六角鋼12級或13級

冷拉圓鋼中11級或12級六角棒材六角鋼12級或13級

合金 牌號 熱處理制度 瞬時拉伸性能 室溫 沖擊值 aK/(J/cm2) 室溫硬度HBS (d)(壓痕直徑) /mm 高溫持久性能 試驗(yàn) 溫度 /℃ 抗拉 強(qiáng)度 ób/ MPa 屈服 強(qiáng)度 ó0．2/MPa 伸長 率 δ5 斷面 收縮 率ψ (%) 試驗(yàn) 溫度 /℃ 應(yīng)力 /MPa 時間 /h 伸長 δ5(%) ≥ ≥ GHl040 1200℃×1h,空冷 700℃×16h空冷 800 300 GH2036 (1140 5)℃× lh20min活動 水 670℃×12 ～14h再升溫 至770～800℃ ×10～12h空冷 室溫 850 600 15 20 35 3.45/ 3.65 650 350 (380) 100 (35) GH2132 980～1000℃× 1～2h油冷 700～720℃× 16h空冷 室溫 920 600 15 20 3.30/ 3.85 650 460 (400) 23 (100) 5(3) GH3030 980～1000℃水 冷或空冷 室溫 700 30 GH4033 (1080±10)℃ ×8h空冷 (700±)10℃× 16h空冷 700 700 15 20 700 440 (420) 60 (80)

GH2132GH3030GH4033

(1)牌號和化學(xué)成分見表3-28、表3-29。 表8-28高溫合金的牌號及化學(xué)成分 牌號 化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%) 新牌號 C Cr Ni W M0 A1 Ti Fe Nb V B Ce Mn Si P S 其他 固溶強(qiáng)化型鐵基合金 GHl015 ≤ O.08 19.0 ～22.O 34.0 ～39.0 4.80 ～5.80 2.50 ～3.20 余量 1.10 ～1.60 ≤O.010 ≤ 0.050 ≤ 1.50 ≤ 0.60 ≤ 0.020 ≤ O.015 GHl0l6 ≤ O.08 19.0 ～22.O 32.0 ～36.O 5.00 ～6.00 2.60 ～3.30 余量 0.90 ～1.40 0.10 ～O.30 ≤ 0.010 ≤ O.050 ≤ 1.80 ≤ O.60 ≤ O.020 ≤ 0.015 N0.13 ～O.25 GHl035 O.06 ～0.12 20.0 ～23.O 35.0 ～40.O 2.50 ～3.50 ≤ O.50 O.70 ～1.20 余量 1.20 ～1.70 ≤ O.050 ≤ O.70 ≤ 0.80 ≤ 0.030 ≤ 0.020 GHl040 ≤ O.12 15.O ～17.5 24.0 ～27.O 5.50 ～7.O0 余量 1.00 ～2.00 0.50 ～1.00 ≤ O.030 ≤ O.020 N0.10 ～O.20 GHll3l ≤ O.10 19.O ～22.O 25.0 ～30.O 4.80 ～6.00 2.80 ～3.50 余量 O.70 ～1.30 ≤ O.005 ≤ 1.20 ≤ O.80 ≤ O.020 ≤ O.020 N0.15 ～0.30 GHll40 O.06 ～0.12 20.O ～23.O 35.O ～40.O 1.40 ～1.80 2.00 ～2.50 O.20 ～ O.60 O.70 ～1.20 余量 一 一 ≤ 0.050 ≤ 0.70 ≤ O.80 ≤ O.025 ≤ O.015 時效硬化型鐵基合金 GH2018 ≤ O.06 18.0 ～21.O 40.0 ～44.O 1.80 ～2.20 3.70 ～4.30 O.35 O.75 1.80 ～2.20 余量 ≤ O.015 ≤ O.020 ≤ O.50 ≤ O.60 ≤ 0.020 ≤ 0.015 Zr《 0.050 GH2036 0.34 ～0.40 11.5 ～13.5 7.O ～9.0 1.10 ～1.40 ≤ O.12 余量 O.25 ～0.50 1.25 ～1.55 7.50 ～9.50 O.30 ～O.80 ≤ 0.035 ≤ 0.030 GH2038 ≤ 0.10 lO.O ～12.5 18.0 ～21.O ≤0.50 2.30 ～2.80 余量 ≤ O.008 ≤ 1.00 ≤ 1.00 ≤ 0.030 ≤ O.020 GH2130 ≤ O.08 12.O ～16.O 35.O ～40.O 5.00 ～6.50 1.40 ～2.20 2.40 ～3.20 余量 ≤ O.020 ≤ 0.020 ≤ 0.50 ≤ 0.60 ≤ O.015 ≤ O.015 GH2132 ≤ O.08 13.5 ～16.O 24.O ～27.0 1.00 ～1.50 ≤ 0.40 1.75 ～2.30 余量 0.10 ～0.50 O.00l ～0.010 ≤ 2.00 ≤ 1.00 ≤ O.030 ≤ O.020 GH2135 ≤ O.08 14.O ～16.O 33.0 ～36.0 1.70 ～2.20 1.70 ～2.20 2.00 ～2.80 2.10 ～2.50 余量 ≤ O.015 ≤ 0.030 ≤ 0.40 ≤ 0.50 ≤ 0.020 ≤ O.020 GH2136 ≤ 0.06 13.O ～16.0 24.5 ～28.5 1.0D ～1.75 ≤ O.35 2.40 3.20 余量 O.01 ～0.10 O.005 ～O.025 ≤ O.35 ≤ O.75 ≤ O.025 ≤ O.025 GH2302 ≤ O.08 12.O ～16.O 38.0 ～42.0 3.50 ～4.50 1.50 ～2.50 1.80 ～2.30 2.30 ～2.80 余量 ≤ O.OlO ≤ O.020 ≤ 0.60 ≤ O.60 ≤ 0.020 ≤ O.010 Zr≤ O.050 牌號 化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%) 新牌號 C Cr Ni W M0 Al Ti Fe Nb V B Ce Mn Si P S 其他 固溶強(qiáng)化型鎳基合金 GH3030 ≤ O.12 19.0 ～22.0 余量 ≤ 0.15 0.15 ～O.35 ≤ 1.50 ≤ 0.70 ≤ O.80 ≤ 0.030 ≤ 0.020 GH3039 ≤ O.08 19.0 ～22.O 余量 1.80 ～2.30 O.35 ～O.75 0.35 ～0.75 ≤3.O O.90 ～1.30 ≤ O.40 ≤ 0.80 ≤ O.020 ≤ 0.012 GH3044 ≤ 0.10 23.5 ～26.5 余量 13.0 ～16.0 ≤ 1.50 ≤ 0.50 0.30 ～0.70 ≤ 4.0 ≤ O.50 ≤ O.80 ≤ 0.013 ≤ O.013 GH3128 ≤ O.05 19.O ～22.0 余量 7.5 ～9.O 7.50 ～9.O O.40 ～0.80 0.40 ～ O.80 ≤ 2.0 ≤ O.005 ≤ 0.050 ≤ 0.50 ≤ O.80 ≤ O.013 ≤ O.013 Zr≤ O.06 時效硬化型鎳基合金 GH4033 O.03 ～O.08 19.0 ～22.O 余量 O.60 ～1.00 2.40 ～2.80 ≤ 4.O ≤ 0.010 ≤0.010 ≤ 0.35 ≤ 0.65 ≤ O.015 ≤ O.O07 GH4037 O.03 ～0.10 13.O ～16.0 余量 5.00 .00 2.00 ～4.00 1.70 ～2.30 1.80 ～2.30 ≤ 5.0 0.10 ～0.50 ≤ 0.020 ≤ 0.020 ≤ 0.50 ≤ 0.40 ≤ 0.015 ≤ 0.010 CH4043 ≤ 0.12 15.O ～19.0 余量 2.00 3.50 4.00 ～6.00 1.00 ～1.70 1.90 ～2.80 ≤5.0 0.50 ～1.30 ≤ O.010 ≤ O.0310 ≤ O.50 ≤ O.60 ≤ O.015 ≤ O.010 GH4049 ≤ 0.10 9.5 ～11.O 余量 5.00 6.00 4.50 ～5.50 3.70 ～4.40 1.40 ～1.90 ≤1.5 0.20 ～O.50 ≤ 0.015 《 O.020 ≤ O.50 ≤ O.50 ≤ O.010 ≤ 0.010 C014.0 ～16.O GH4133 ≤ O.07 19.0 ～22.0 余量 0.70 ～1.20 2.50 ～3.00 ≤ 1.5 1.15 ～1.65 ≤ O.010 ≤ 0.010 ≤ O.35 ≤ 0.65 ≤ O.015 ≤ 0.007 GH4169 ≤ O.08 17.O ～21.O 50.0 ～55.0 2.8 ～3.3 O.20 ～O.60 O.65 ～1.15 余 4.75 ～5.50 ≤ O.006 ≤ O.35 ≤ O.35 ≤ O.015 ≤ O.015 注：1.GHl035合金中的Ti和Nb為任選其一，不是同時加進(jìn)的。 　2.GH3039合金中答應(yīng)有鈰(Ce)存在。 　 3.表中B、Zr、Ce的含量為計(jì)算加進(jìn)量，可不分析測定(除非產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議、合同中另有規(guī)定)。 表8-29高溫合金的成品化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))答應(yīng)偏差 (%) 元 素 規(guī)定元素的范圍 答應(yīng)偏差 上偏差 下偏差 C ≤0.10 >O.10～≤0.25 >0.25 O.0l O.02 0.01 0.02 si ≤O.05 >0.05～0.25 >0.25～O.50 >O.50～1.00 0.01 0.02 O.03 O.05 O.Ol O.02 0.03 O.05 Mn ≤1.00 >1.00～3.00 >3.00 0.03 O.04 O.07 O.03 0.04 0.07 P 全范圍 O.005 S 全范圍 O.003 V 全范圍 O.02 0.02 Cr >5.O～15.O >15.O～25.O 0.15 O.25 0.15 O.25 Fe ≤5.O >5.O～lO.O >lO.0～15.O >15.O～30.0 >30.0～50.O O.05 0.10 O.15 O.30 O.45 0.05 0.10 O.15 O.30 0.45 Ni >20.O～30.0 >30.O～40.0 >40.0～60.O >60.0～80.0 0.25 0.30 O.35 O.45 0.25 O.30 O.35 0.45 Al ≤5.O >5.0 O.02 0.10 0.02 0.10 Ti ≤0.50 >0.50～1.00 >1.00～2.00 >2.00～3.50 >3.50～5.00 O.03 O.04 O.05 0.07 O.10 O.03 O.04 0.05 0.07 O.10 元 素 規(guī)定元素的范圍 答應(yīng)偏差 上偏差 下偏差 C0 ≤O.20 >0.20～1.00 >1.0～5.O 0.02 O.03 O.05 O.02 O.03 O.05 Nb ≤5.O >5.O O.02 O.10 O.02 O.10 W ≤5.O >5.0 0.05 0.10 0.05 O.10 Mo ≤5.O >5.O O.02 0.10 O.02 0.10 Cu ≤O.20 >O.20～O.50 >0.50～5.00 O.02 O.03 O.04 O.02 0.03 0.04 (2)用途見表3—30。 表8-30高溫合金的特性和應(yīng)用 種別 牌 號 主要特性 應(yīng)用舉例 1. 固 溶 強(qiáng) 化 型 鐵 基 合 金 GHl015 這類合金含鉻、鎳量相對較高，含彌散強(qiáng)化相形成元素(V、Al、Ti)量相對較少。它的熱處理主要形式為“固溶處理”，通過固溶處理可達(dá)到強(qiáng)化的目的。在零件需要多次冷壓加工時，為消除加工硬化、恢復(fù)塑性，也要進(jìn)行固溶處理。零件焊接后通常進(jìn)行退火處理以消除內(nèi)應(yīng)力。由于鉻、鎳含量較高，故這類合金抗氧化溫度較高，一般可達(dá)900%以上；但因含彌散強(qiáng)化相形成元素較少，合金中化合物數(shù)目較少，故室溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度都較低。這類合金固溶處理后的組織為奧氏體，故塑性好，可以冷壓成形；由于含碳量少，故焊接性亦好這類合金主要用來制作外形復(fù)雜、冷壓成型、受力不大，但要求抗氧化能力較高的高溫零件，其中最典型的零件是渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室 900℃以下的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 GHl016 700～900%的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 GHl035 750～800℃的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室和加力燃燒室 GHl040 800℃以下的燃燒室、加力燃燒室和700~C以下的渦輪盤、軸及葉片材料 GH1131 900℃以下的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室、加力燃燒室和其他高溫部件 GH1140 800～900℃的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 2. 時 效 硬 化 型 鐵 基 △ 口 金 GH2018 這類合金鉻、鎳含量相對較低，故抗氧化的溫度僅約800%，但是含彌散強(qiáng)化相形成元素(v、Al、Ti)量相對較高，在固溶體基體上可形成化合物強(qiáng)化相，所以常用熱處理形式為固溶處理 時效。通過固溶處理，可以使合金固溶強(qiáng)化；通過期效處理，可以使合金析出細(xì)小強(qiáng)化相[VC、Ni3Al、Ni3Ti，Ni3(Al·Ti)]，從而進(jìn)步室溫順高溫強(qiáng)度。固溶并時效處理后的組織為奧氏體 彌散化合物。例如GH2132的化合物量為2.5%、GH2135的化合物量為14%這類合金通常應(yīng)用于高溫下受力的零件，如渦輪盤、螺栓和工作溫度不高的轉(zhuǎn)子葉片等 800℃以下的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室、加力燃燒室和其他高溫部件 GH2036 GH2038 650℃以下的渦輪盤、環(huán)形件和緊固件 700℃以下的渦輪盤、軸和葉片 GH2130 800℃以下的增壓渦輪和燃?xì)鉁u輪葉片材料 GH2132 650～700℃的渦輪盤、環(huán)形件、沖壓焊接件和緊固零件材料 GH2135 700～750℃的渦輪盤、工作葉片和其他高溫部件 GH2136 650～700℃的渦輪盤材料 GH2302 800～850℃的燃?xì)鉁u輪葉片和 700℃～750℃的燃?xì)廨啓C(jī)葉片等材料 3. 固 溶 強(qiáng) 化 型 鎳 基 金 GH3030 特性、用途和相應(yīng)的固溶強(qiáng)化型鐵基合金、時效硬化型鐵基合金基本相同。不同之處在于基體的差別。鐵基高溫合金的基體金屬是鐵(含鐵量約50%左右)，含鉻量約10%。23%、含鎳量約7%一40%；而鎳基高溫合金的基體金屬是鎳，鎳含量大于50% 由于鎳含量的進(jìn)步，故鎳基高溫合金比鐵基高溫合金的熱強(qiáng)性高，最高工作溫度已達(dá)到1050℃左右；但其可切削加工性亦隨之變差。同時由于它們都含有大量的鎳，不符合我國資源情況，應(yīng)逐步采用鐵基高溫合金來代替 800℃以下渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件，可用GHll40代 GH3039 800～850℃的火焰筒及加力燃燒室等零件 GH3044 850～900℃的航空發(fā)動機(jī)的燃燒室及加力燃燒室等零件 GH3128 800～950℃的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 4. 時 效 硬 化 型 鎳 基 合 金 GH4033 700℃以下的渦輪葉片和750℃以 下的渦輪盤等材料 GH4037 800～850℃的渦輪葉片材料 GH4043 800～850℃的排氣門座后卡圈零件和燃?xì)鉁u輪葉片 GH4049 900℃以下的燃?xì)鉁u輪工作葉片及其他受力較大的高溫部件 GH4133 700～750℃的渦輪盤或葉片 GH4169 350～750℃的抗氧化熱強(qiáng)材料 注：各成分含量皆指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

鐵基合金余量時效硬化型鐵基合金GH2132GH2135

GH3030GH3039GH3044GH3128GH4033GH4037GH4169

彌散強(qiáng)化相形成元素(V、Al、Ti)量相對較少。它的熱處理主要形式為“固溶處理”，通過固溶處理可達(dá)到強(qiáng)化的目的。在零件需要多次冷壓加工時，為消除加工硬化、恢復(fù)塑性，也要進(jìn)行固溶處理。零件焊接后通常進(jìn)行退火處理以消除內(nèi)應(yīng)力。由于鉻、鎳含量較高，故這類合金抗氧化溫度較高，一般可達(dá)900%以上；但因含彌散強(qiáng)化相形成元素較少，合金中化合物數(shù)目較少，故室溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度都較低。這類合金固溶處理后的組織為奧氏體，故塑性好，可以冷壓成形；由于含碳量少，故焊接性亦好這類合金主要用來制作外形復(fù)雜、冷壓成型、受力不大，但要求抗氧化能力較高的高溫零件，其中最典型的零件是渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒室加力燃燒室等零件GH1131GH1140轉(zhuǎn)子葉片等燃?xì)廨啓C(jī)葉片等材料卡圈零件和燃?xì)鉁u輪葉片2100433B

鑄造高溫合金(cast superalloy)

以鑄造方法直接制備零部件的高溫合金材料。根據(jù)合金基體成分，可以分為鐵基鑄造高溫合金、鎳基鑄造高溫合金和鉆基鑄造高溫合金3種類型。按結(jié)晶方式，又可以分為多晶鑄造高溫合金、定向凝固鑄造高溫合金、定向共晶鑄造高溫合金和單晶鑄造高溫合金等4種類型。鑄造高溫合金的大部分屬于多晶鑄造高溫合金。

特點(diǎn) 鑄造高溫合金具有如下特點(diǎn)：

(1)合金化程度高。γ’ 強(qiáng)化相(見高溫合金材料的金屬問化合物相)形成元素鋁、鈦、鈮、鉭等高達(dá)16%，還加入一定量固溶強(qiáng)化元素鎢、鉬。

(2)鉻含量較低，大部分都在10%以下。

(3)晶界強(qiáng)化元素硼含量都在O．01%以上。

(4)碳含量大都超過o．1%，鈷基鑄造高溫合金的碳含量有些高達(dá)1%。(5)有些鑄造高溫合金中加入1%～2%鉿，改善中溫塑性，并提高抗蠕變強(qiáng)度。

顯微組織特征 鑄造高溫合金顯微組織(見高溫合金材料顯微組織)中，除γ’ 相外，還有γ- γ’ 共晶相，一次碳化物相也比較多，沿著樹枝晶間分布，有些合金還有M3B2硼化物析出。鑄造高溫合金熱處理工藝比較簡單，有些甚至不需要進(jìn)行熱處理就可以使用。

零件生產(chǎn) 鑄造高溫合金一般在大型真空感應(yīng)爐中冶煉母合金，用失蠟精密造型法制造 殼型，然后在小型真空感應(yīng)爐中重熔澆注成零件。

缺陷及消除 鑄造件中不可避免會產(chǎn)生一些顯微疏松，可采用熱等靜壓處理使之減輕或消除，增加零件的可靠性。鑄造高溫合金零件的晶粒度比較大，對疲勞性能不利。通常采用表面晶粒細(xì)化法來獲得零件表層的細(xì)晶。

發(fā)展方向 運(yùn)用定向凝固技術(shù)可生產(chǎn)無橫向晶界的柱狀晶葉片或完全消除晶界的單晶葉片，使高溫疲勞壽命和持久強(qiáng)度都有成倍提高，這是當(dāng)前鑄造高溫合金的發(fā)展方向。