一、概述
GH44是固溶強化鎳基抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等的熱強性,并具有優(yōu)良的抗氧化性和良好的沖壓、焊接工藝性能,適宜制造在900℃以下長(cháng)期工作的航空發(fā)動(dòng)機主燃燒室和加力燃燒室零部件以及隔熱屏、導向葉片,供應的品種有板材、帶材、絲材、棒材和環(huán)形件等。
1.1 GH44 材料牌號 GH4044
1.2 GH44 相近牌號 ЗИ686,ХН60ВТ,ВЖ98(俄羅斯)
1.3 GH44 材料的技術(shù)標準
GJB 1952-1994 《航空用高溫合金冷軋薄板規范》
GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》
GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環(huán)坯規范》
GJB 3165-1998 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》
GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板材規范》
GJB 3318-1998 《航空用高溫合金熱軋帶材規范》
1.4 GH44 化學(xué)成分 見(jiàn)表1-1。
注:GJB2612-1996還規定ω(Cu)≤0.20%;GJB3317-1998和GJB3318-1998規定ω(Cu)≤0.07%。
1.5 GH44 熱處理制度 熱軋和冷軋板及帶材供應狀態(tài)的固溶處理溫度為1120~1160℃,空冷,供應狀態(tài)進(jìn)行材料性能檢驗。
1.6 GH44 品種規格和供應狀態(tài) 可供應δ4~14mm熱軋板,δ0.5~4mm冷軋板、δ0.1~0.8mm帶材、直徑d0.3~10mm、d20~300mm棒材和各種直徑的環(huán)形件。板材和帶材于固溶、酸洗、切邊后供應;絲材于冷拉、固溶酸洗或半硬態(tài)供應,棒材和鍛件不經(jīng)熱處理供應。
1.7 GH44 熔煉和鑄造工藝 合金采用電弧爐、非真空感應爐或真空感應爐+電渣重熔或真空電弧重熔工藝熔煉。
1.8 GH44 應用概況與特殊要求 合金用于制作航空發(fā)動(dòng)機住燃燒室和加力燃燒室的板材沖壓和焊接結構件以及安裝邊、導管和導向葉片等零部件。
二、GH44 物理及化學(xué)性能
2.1 GH44 熱性能
2.1.1 GH44(GP4) 熔化溫度范圍 1352~1375℃[1]。
2.1.2 GH44(GP4) 熱導率 見(jiàn)表2-1。
2.1.3 GH44 比熱容 見(jiàn)表2-2。
2.1.4 GH44 線(xiàn)膨脹系數 見(jiàn)表2-3。
2.2 GH44密度 ρ=8.89g/cm3。
2.3 GH44電性能
2.4 GH44磁性能 合金無(wú)磁性。
2.5 GH44化學(xué)性能
2.5.1 GH44抗氧化性能
2.5.1.1 在空氣介質(zhì)中試驗100h后的
氧化速率和沿晶氧化深度見(jiàn)表2-4。
2.5.1.2 高溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)件圖2-1。
三、GH44力學(xué)性能
技術(shù)標準規定的性能見(jiàn)表3-1。
注:①900℃σb≥185MPa的板材允許交貨。
②允許在850℃進(jìn)行拉伸試驗,σb≥265MPa,δ≥30%,不合格時(shí)按900℃進(jìn)行拉伸仲裁試驗。另外還應在850℃,σb=80MPa下進(jìn)行持久試驗, 報實(shí)測數據。
③厚度≤0.25帶材的室溫σb≥660MPa,δ5實(shí)測。
④棒材應在900℃ σb=70MPa下進(jìn)行持久試驗,t≥23h。
四、GH44(GH44) 組織結構
4.1 相變溫度
4.2 時(shí)間-溫度-組織轉變曲線(xiàn)
4.3 合金組織結構 經(jīng)1200℃固溶后,基本上是單相奧氏體和少量的MC和M23C6型碳化物。經(jīng)700~900℃長(cháng)期時(shí)效后。MC變化不大,M23C6呈鏈狀分布在晶界,隨時(shí)效時(shí)間的增長(cháng),析出
量增多,顆粒長(cháng)大;同時(shí)在晶內和晶界又有WCr固溶體補充析出,呈顆粒狀,隨時(shí)效時(shí)間的延長(cháng),數量逐漸增加,尺寸不斷長(cháng)大[2,7,11]。
有關(guān)技術(shù)標準規定,冷軋薄板供應狀態(tài)的晶粒度應在4~8級范圍內。
五、 GH44(GH44) 工藝性能與要求
5.1 成形性能
5.1.1 鋼錠鍛造加熱溫度為1170℃±10℃,終端溫度不低于900℃。板坯軋制加熱溫度1190℃±10℃,薄板熱軋加熱溫度1130℃±10℃,終軋溫度不低于800℃;薄板冷軋總壓下率30%左右。
5.1.2 板材具有良好的沖壓件工藝性能。冷軋薄板供應狀態(tài)的極限深沖系數為K極限=2.06。
5.2 焊接性能 合金具有良好的焊接性能,可以用氬弧焊、點(diǎn)焊、縫焊及釬焊等方法焊接。氬弧焊時(shí)熔池流動(dòng)性較差,但裂紋傾向性較小。接觸焊時(shí)核心內較易形成結合線(xiàn)伸入及縮孔,一般宜采用較大的電極和較低的焊接速度。合金可與1Cr18Ni9Ti,GP030,GP039和GH1140等合金組合進(jìn)行焊接。
5.2.1 手工氬弧焊規范見(jiàn)表5-1。
5.2.2 縫焊規范見(jiàn)表5-2。
注:焊前狀態(tài)為固溶、機械拋光。
5.2.3 焊接接頭的力學(xué)性能見(jiàn)表5-3。
零件熱處理工藝中間熱處理溫度為1140℃±10℃,保溫,空冷。最終熱處理溫度根據零件工作條件決定,對要求良好的熱疲勞性能的零件與1150℃固溶,保溫3~5min,空冷;對要求有較高熱強行的零件于1200℃固溶,保溫3~5min,空冷。
5.4 表面處理工藝 在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯涂層進(jìn)行有效的保護。