三種Inconel718/GH4169圓棒固溶時(shí)效方法

GH4169高溫合金鋼冶煉工藝：真空感應(yīng)電渣重熔；真空感應(yīng)加真空電弧重熔；真空感應(yīng)加電渣重熔加真空電弧重熔。可根據(jù)零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿(mǎn)足應(yīng)用要求。

GH4169高溫合金鋼可根據(jù)技術(shù)要求制作鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等。GH4169高溫合金鋼力學(xué)性能：

1、瞬時(shí)拉伸性能：

1):抗拉強(qiáng)度MPa:溫度/室溫℃≥1275；溫度/650℃≥1000;溫度/-196℃≥1470.

2):屈服強(qiáng)度MPa:溫度/室溫℃≥1035；溫度/650℃≥860.

3):伸長(zhǎng)率%:溫度/室溫℃≥12；溫度/650℃≥12;溫度/-196℃≥12.

4):斷面收縮率%:溫度/室溫℃≥15；溫度/650℃≥15;溫度/-196℃≥20.

2、沖擊功AK J:溫度/室溫℃≥32.

3、持久性能(690MPa):

1):壽命h:溫度650℃≥32.

2):伸長(zhǎng)率%:溫度650℃≥4.

硬度HB:溫度/室溫℃≥331.

GH4169高溫合金鋼用于制造XX和XX發(fā)動(dòng)機(jī)中各種靜止件和轉(zhuǎn)動(dòng)件，如盤(pán)、環(huán)件、機(jī)匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、X氣導(dǎo)管、密封元件等和焊接結(jié)構(gòu)件；制造X能工業(yè)應(yīng)用的各種彈性元件和格架；制造X油和X工領(lǐng)域應(yīng)用的零件及其他零件。

GH4169高溫合金鋼該合金的另一特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能的相互關(guān)系，可針對(duì)不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿(mǎn)足不同強(qiáng)度級(jí)別和使用要求的各種零件。

GH4169的熱處理工藝分為三類(lèi)

(一)固溶+時(shí)效處理：加熱至(1010-1065)℃±10℃，保持1小時(shí)?？绽浠蛩渲潦覝?；加熱至720°C±5°C，保溫8小時(shí)，然后以50°C/h的降溫速度降溫爐內(nèi)冷卻至620℃±5℃保溫8小時(shí)，后空冷至室溫。

經(jīng)過(guò)這種熱處理工藝，GH4169材料晶粒粗化，晶界和晶粒內(nèi)沒(méi)有δ相，有缺口敏感性，但有利于提高沖擊性能和高溫合金的抗低溫氫脆性能。

(二)固溶+時(shí)效處理：加熱至（920-9800）±10℃，保溫1小時(shí)，空冷或水冷至室溫；加熱至 7 20°C ± 5°C保持溫度在 8 小時(shí)，然后冷卻至 620°C ± 5以50℃/h的冷卻速度在爐內(nèi)保溫8小時(shí)，后空冷至室溫。

經(jīng)過(guò)這種熱處理工藝，高溫合金GH4169材料晶粒細(xì)化，δ相沿晶界析出，可以消除或降低缺口敏感性，有利于提高高溫合金的強(qiáng)度。

(三) 直接時(shí)效處理：加熱至720℃±5℃，保溫8小時(shí)，然后在爐內(nèi)以50℃/h的冷卻速度冷卻至620℃±5℃，保持保溫8小時(shí)，后空冷至室溫。

經(jīng)過(guò)這種熱處理工藝后，高溫合金金相組織中的δ相較少，可以提高GH4169的強(qiáng)度和沖擊性能，但存在缺口敏感性。

GH4169 材料特性及應(yīng)用領(lǐng)域

GH4169材料的組織主要包括Ｙ基休相 、彌散分布的強(qiáng)化相如y’和 Ｙ 〃 、δ相以及碳氮化物等

y基體為面心立方結(jié)構(gòu)，主要是鎳，并添加了大量的鈷、鐵、鈦、鋁、鉬等元素。這些元素被整合到y(tǒng)基體中，用于固溶和析出強(qiáng)化。

y’相(Ni 3 (Al, Ti))為面心立方有序結(jié)構(gòu)，數(shù)量少于Y〃相，約占組織體積的4%，直徑一般為50-1.0 nm左右對(duì)了，它在結(jié)構(gòu)中呈球形分散，起到強(qiáng)化合金的作用。 y相析出溫度在60～820℃之間，溶解溫度在840℃以上。y相與Y基體的界面能很低，因此Y相具有很高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

y〃相是具有體心四方結(jié)構(gòu)的亞穩(wěn)態(tài)相，約占結(jié)構(gòu)體積的16%。其直徑一般為60nm左右。它在組織中呈盤(pán)狀彌散分布，是合金的主要強(qiáng)化相。提高合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。在高溫的作用下，Y〃相會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄?，從而降低材料的?qiáng)度。 Y〃相的析出溫度在650～870℃之間，溶解溫度在870℃以上。 

鎳基高溫合金是以鎳為主要成分（鎳基含量通常大于50%）的高溫合金，在較高溫度范圍內(nèi)片有良好的抗氧化、抗燃?xì)飧g能力。它是高溫合金中應(yīng)廣、牌號(hào)多的一類(lèi)合金。其中，GH4169（美國(guó)牌號(hào)Inconel718）是目前生產(chǎn)量大的鎳基高溫合金之一，也是我國(guó)使用量大的一類(lèi)典型鎳基高溫合金，被廣泛的用于航空航天等行業(yè)。

GH4169鎳基高溫合金主要是由γ基體、Nb C、γ′、γ″和δ相組成，典型化學(xué)成分（見(jiàn)下表）。其中，Ti、Al、Nb等元素是組成強(qiáng)化相γ″（Ni3Nb）和γ′[Ni3Nb(Al,Ti）]的重要元素。一般情況下，γ″相數(shù)量多，也是合金中主要的強(qiáng)化相，在基體中呈圓盤(pán)狀彌散析出；γ′相數(shù)量次之，呈球狀彌散析出。γ″相和γ′相的存在，會(huì)使鎳基高溫合金塑性變形時(shí)的抗剪切強(qiáng)度提高，同時(shí)，γ′相還會(huì)使合金的粘附抗剪切強(qiáng)度、抗磨蝕等增強(qiáng)。此外，合金中還有Cr23C6 、Fe3C、Ti C、Nb C、Ta C、Mo C等穩(wěn)定的高熔點(diǎn)、高穩(wěn)定性和高硬度碳化物存在，這些碳化物彌散狀分布在晶界處，阻礙晶界滑動(dòng)與漂移，并造成局部合金化，使鎳基高溫合金的高溫強(qiáng)度、硬度、化學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。因此，鎳基高溫合金非常難以加工，在切削加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生切削溫度高、刀片磨損大、切削變形大、加工硬化嚴(yán)重及與切削刀片產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)等不利于切削加工的問(wèn)題。我國(guó)GH4169鎳基高溫合金開(kāi)展的研究較少。Inconel718和GH4169雖屬同類(lèi)產(chǎn)品，但成分和組織依然有所不同，加工特性可能存在差別。

GH4169/gh169屬于高硬度高耐磨耐高溫合金

合金概述：

為奧氏體結(jié)構(gòu)，沉淀硬化后生成的baiY”相使之具有了比較滿(mǎn)意的機(jī)械性能。在熱處理過(guò)程中于晶界處生成的δ相使之具有了較好的塑性，具有較好的強(qiáng)度，高溫度可達(dá)1400°F，耐氧化性能可達(dá)1800°F。這種鎳合金的高拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度在低溫下不會(huì)降低，而且也可以很好地焊接。

物理性能:

密度8.2 g/cm3

熔點(diǎn)1260-1340 ℃

化學(xué)成分：

C≤0.08

Mn≤0.35

Si≤0.015

P≤0.35

S≤0.015

Cr17~21

Ni50~55

Mo2.8~3.3

Cu≤0.3

Ti0.65~1.15

Al0.2~0.8

Fe余量

Nb4.75~5.5

B≤0.006

在常溫下合金的機(jī)械性能的小值:

合金固溶處理抗拉強(qiáng)度965Rm N/mm2 屈服強(qiáng)度550RP0.2N/mm2

延伸率30 A5 % 布氏硬度≤363HB

金相結(jié)構(gòu):

合金為奧氏體結(jié)構(gòu)，沉淀硬化后生成的Y”相使之具有了良好的機(jī)械性能。在熱處理過(guò)程中于晶界處生成的δ相使之具有了較佳的塑性。

耐蝕性:

不管在高溫還是低溫環(huán)境，合金都具有好的耐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和點(diǎn)蝕的能力。合金在高溫下的抗yang化性尤其出色。

特性：

1.易加工性

2.在700℃時(shí)具有高的抗拉強(qiáng)度、pi勞強(qiáng)度、抗蠕變強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度

3.在1000℃時(shí)具有高抗yang化性

4.在低溫下具有穩(wěn)定的化學(xué)性能

5.良好的焊接性能

應(yīng)用：

由于在700℃時(shí)具有高溫強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性能、易加工性，可廣泛應(yīng)用于各種高要求的場(chǎng)合。1.汽輪機(jī)2.液體燃料3.低溫工程4.酸性環(huán)境5.核工程