GH141-GH4141
一、GH141概述
GH141是是結晶疏松型鎳基彎曲高溫環境高壓硬質金屬鋼，在650～950℃的范圍內，擁有高的伸展和耐用金屬疲勞構造和不錯的特性。是由于硬質金屬鋼中鋁、鈦、鉬分量較高，鑄錠開坯非常難，但彎曲后的物料擁有較高的塑性變形，在退火工藝的情形下行冷軋制，也可開始對接焊，對接焊核心0部件熱清理時易呈現應力應變時效性裂開。硬質金屬鋼的款式有板料、帶、絲、盤件、環型件、鍛件、棒材、和細密鑄件等，適宜于開發在870℃左右的耍求有高構造和980℃左右的耍求的國際航空、航空工業發起機高溫環境高壓零核心0部件。
1.1GH141物料類型GH141(GH4141)。
1.2GH141相進型號UNSN07041，Rene′41，R41，Carpenter41，PYROMET41，UNITEMP41， HynessalloyR41，J1610(）。
1.3GH141產品的技術工藝標準的
Q/3B4060-1992《GH141合金材料棒材》
Q/3B4063-1992《GH141鎂合金帶鋼帶材》
Q/5B4027-1992《GH141鎂合金圓餅、環坯、環行件》
Q/6S1033-1992《室溫擰緊件用GH141不銹鋼棒材》
撫84-13《航天用GH141合金棒材技術條件》
1.4GH141物理組成見表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | B | Fe | Zr | Mn | Si | P | S | Cu | |
并不嚴重于 | |||||||||||||||
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%。
1.5GH141熱進行處理考核機制見表1-2。
表1-2
明細 | 熱外理機制 |
（飛機）圓餅、環坯、橢圓形件、棒、家具板 | 實驗室管理標準Ⅰ:1080℃?10℃,快淬 1120℃?10℃，0.5h,空冷 900℃?10℃,1-4h,空冷 |
（核工業）棒、盤件 | 規程Ⅱ:1080℃,4h,油冷 760℃，16h,空冷 |
原則Ⅲ:1065℃,4h,空冷 760℃，16h,空冷 | |
原材料 | 規定Ⅳ:1180℃,30min，空冷 900℃，4h,空冷 |
正確Ⅴ:1080℃,恒溫不少于2.4min/mm,空冷 760℃，16h,空冷 |
1.6GH141品系規格參數與現貨供應階段可具備各種各樣的規格參數的圓餅、環坯、環行件、金屬薄板、帶材、棒材、鍛件和精密五金鑄件等。護墻板于固溶階段收貨，棒材和鍛件不急熱辦理收貨。
1.7GH141鍛煉與鍛鑄加工和金利用進口進口真空環境傳器鍛煉、進口進口真空環境傳器鍛煉加電渣重熔或進口進口真空環境焊弧重熔加工。
1.8GH141技術應用慨況與特殊的的要求該鋁合金多方面主要用于產生南航、航空航天發起機高的溫度天氣承力零機械部件，如結構優化葉輪、引燃室、鍋輪、結構優化器高的溫度天氣承力件、軸、盤、葉輪和固定件等，裝修板材氬弧焊件熱凈化整理時的應力應變時限劃痕，可選用焊前過期限凈化整理或在焊前操作固溶凈化整理后的加熱速率的的方法來消除，焊后再做出準則熱凈化整理。
二、GH141物理及化學性能
2.1GH141性溫能
2.1.1GH141鋁熱反應溫范圍內1316～1371℃[2]。
2.1.2GH141熱導率見圖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 |
2.1.3GH141線變形標準值見圖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 |
2.2GH141溶解度ρ=8.27g/cm3。
2.3GH141電機械性能δ2mm材料的恒溫電阻器率見表2-3。
表2-3[3]
模式 | ρ/(10-6Ω.m) | 方式 | ρ/(10-6Ω.m) |
冷軋 | 1.31 | 1175℃,0.5h,空冷 | 1.33 |
1065℃,4h,空冷 | 1.25 | 1175℃,0.5h,空冷 900℃,4h,空冷 | 1.34 |
1065℃,4h,空冷 760℃,16h,空冷 | 1.27 |
2.4GH141磁鐵能見表2-4。
表2-4[4]
壯態 | 20℃下300Οe時的磁導率/(H/m) |
1065℃,4h,空冷 760℃,16h,空冷 | ＜1.002 |
1175℃,0.5h,空冷 900℃,4h,空冷 | ＜1.002 |
2.5GH141化學式功能
2.5.1GH141功效在氣材質中的氧化物效率見表2-5。
表2-5[9]
外表面的狀態 | θ/℃ | 區別時間氧化的速度/(g/(m2?h)) | 外表面狀況 | θ/℃ | 有所不同日期陽極氧化效率/(g/(m2?h)) | ||||||||
25h | 50h | 75h | 100h | 200h | 25h | 50h | 75h | 100h | 200h | ||||
磨光 | 900 | 0.240 | 0.150 | 0.120 | 0.095 | 0.066 | 磨光 | 1100 | 1.360 | 0.870 | 0.750 | 0.680 | 0.490 |
磨光 | 1000 | 0.610 | 0.410 | 0.320 | 0.260 | 0.182 | W-2表層 | 1100 | 0.496 | 0.494 | 0.413 | 0.356 | --- |
三、GH141力學性能
3.1GH141工藝標設定的的性能
3.1.1GH141圓餅、環坯、弧形件、大棒材條件中規定的特性見表3-1。
表3-1
原材料基準 | 產品種類 | 熱工作考核機制 | 拉長功效 | HBS | 長久功效 | |||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ/% | ||||
Q/5B4027-1992 Q/3B4060-1992 | 圓餅、環坯、弧形件、大棒材 | 1080℃?10℃，快淬＋1120℃?10℃，30min，空冷＋900℃?10℃，4h，空冷 | 760 | ≥835 | ≥620 | ≥12 | ≥15 | ≥283 | 900 | 172 | ≥20 | - |
注：1環形件經退火處理后的室溫硬度HBS≤363。
2經固件和時限外理后的空調溫度堅硬程度HRC≥30(HBS≥283)。
3.1.2GH141防松螺栓件標規則的功效見表3-2。
表3-2
的材料標準的 | 明細 | 熱加工處理問責制度 | 拉長安全性能 | 持久性性能方面 | ||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | |||
Q/6S1033-1992 | 牢固件 | 冷拉后1080℃?10℃，快淬＋1120℃?10℃，30min，空冷＋900℃?10℃，4h，空冷 | 20 | ≥1070 | - | ≥8 | ≥10 | 730 | 586 | ≥30 |
760 | ≥870 | - | ≥8 | ≥10 | ||||||
3.1.3GH141d90mm棒材基準法規的使用性能見表3-3。
表3-3
熱整理環境 | θ/℃ | 肌肉拉伸的性能 | HBS | 沖撞韌度 | 耐久耐磨性 | ||||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | aKV/(kJ/m2) | σ/MPa | t/min | |||
不少于 | |||||||||
1065～1080℃,4h,油冷或空冷＋760℃,16h,空冷 | 20 | 1175 | 880 | 12 | 12 | 340 | 147 | ||
800 | 735 | 635 | 15 | 20 | - | 588 | 90 | ||
3.1.4GH141原材料、帶材準則規則的特點見表3-4。
表3-4
熱治理 工作制度 | 寬度/mm | θ/℃ | 拉伸運動的性能 | HRC | ||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | ||||
1080℃，隔熱不低于2.4min/mm,空冷 | 0.4～2.9 | 20 | ≤1170 | ≤690 | ≥30 | ≤30 |
≥2.9～4.0 | 20 | ≤1240 | ≤795 | ≥30 | ≤30 | |
固溶外理＋760℃，16h，空冷 | ≤0.50 | 20 | ≥1105 | ≥825 | ≥6 | ≥35 |
760 | ≥895 | ≥760 | ≥3 | - | ||
>0.50 | 20 | ≥1170 | ≥895 | ≥10 | ≥35 | |
760 | ≥965 | ≥760 | ≥3 | - | ||
四、GH141組織結構
4.1GH141相變體溫碳素鋼熱辦理后，組織安排中析晶相的相變體溫區域見表4-1。
表4-1[13]
沉淀相 | γ′ | M6C | M23C6 | MC | μ | σ |
相變氣溫范圍圖/℃ | <1052 | 760～1149 | 760～901/982 | 796～1149 | 870～980 | 760～982/1038 |
4.2GH141事件-環境溫度-組織結構轉移的曲線
4.2.1GH141鑄態試件材料經1180℃,6h,水冷散熱器回火后，
再在不同溫度保濕1h，析出相數量和溫度的關系見圖
4-2。
4.2.2GH141經1200℃,2h固溶后，再在760
～1200℃時效2～96h,析出相數量和時效溫度的關系
見圖4-2。
4.2.3GH1415000h時間后，錳鋼中沉淀相
數量的變化見圖4-3。
4.3GH141合金類屬組織安排化成分合金類屬在規范標準熱加工程序的組織安排化除γ基身體之外，還現實存在γ′、M6C、M23C6、MC，限期后有μ相沉淀。
五、GH141工藝性能與要求
5.1GH141成型性能方面
5.1.1GH141鋼錠鑄造前應該對其進行較高溫濕度平滑化整理，鑄造燒水溫濕度為1160～1180℃，終鍛溫濕度不大于1000℃。熱軋帶鋼軋件燒水溫濕度為1140～1160℃，終軋溫濕度不大于1060℃。簿板軋件燒水溫濕度為1140～1160℃，終軋溫濕度不大于800℃。
5.1.2GH141冷軋鋼板金屬薄板固溶情形的頻繁曲折和杯突機械性能見表5-1。
表5-1[9]
新品種 | 熱治療工作制度 | 多次耐折的次數 | 杯突深層/mm |
δ1.5mm冷扎金屬薄板 | 1180℃，30min，空冷 | 12 | 10.1 |
1180℃，30min，空冷 | 20 | 12.4 |
5.1.3GH141旋壓耐磨性原材料在長期保持細晶和較低的抗拉強度時擁有特別好的可旋性。隨著在常溫延展縱剖面收攏率φ(%)算出限減薄率φmax(%)=φ(%)/[0.17＋φ(%)]，不同線條限減薄率φmax(%)見表5-2。
表5-2[15]
圓錐形形件 | 半球體件 | 筒形件 | 曲母線 | |
φmax/% | 40 | 35 | 60 | 35 |
5.1.4GH141熱蠕變能
5.1.4.1GH141d22mm軋材熱頂鍛彈蠕變見表5-3，彈蠕變圖見圖5-1。
表5-3[2]
試驗裝置溫/℃ | 900 | 950 | 970 | 980 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1170 | 1200 |
ε限max/% | 14.6 | 29.3 | 43 | 43.8 | 75.3 | 81.8 | 78.2 | 70 | 75.5 | 36 |
ε內裂min/% | 23.4 | 44 | 51 | 61.5 | >75.3 | >81.8 | 80.6 | 78.3 | 76 | 41 |
5.1.4.2GH141d22mm軋材的熱模似彈塑性現場實驗最終結果見表5-4。
5.1.4.3GH141d90mm棒材經1065℃,4h,空冷＋760℃,16h,空熱冷治理 后進行中炎熱收縮實驗設計，其中炎熱收縮塑性材料見表5-5。
5.1.5GH141合金鋼再沉淀圖
5.1.5.1GH141處理再晶粒圖見圖5-2。
5.1.5.2GH141固溶再沉淀圖見圖5-3。
表5-4[5]
多種類型 | θ/℃ | 900 | 950 | 975 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1160 | 1200 |
蒸發身材曲線 | σ/MPa | 749 | 404 | - | 227 | 206 | 156 | - | 102 | - |
φ/% | 19.9 | 23.6 | 55.4 | 67.4 | 83.1 | 81.1 | - | 53.1 | - | |
采暖器線性 | σ/MPa | 739 | 688 | 599 | 484 | 255 | 229 | 191 | - | 0 |
φ/% | 34.9 | 49.6 | 68.3 | 82.7 | 91.7 | 86.4 | 62.9 | - | 0 |
注：1冷卻曲線以100℃/s加熱到1160℃保溫處理后，隨爐冷卻到規定溫度再保溫100s，以100m/s速度拉斷。
2加水斜率以100℃/s加水到標準高溫保溫層100s，以100m/s極限速度折斷。
表5-5[2]
試驗臺溫暖/℃ | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 |
高溫天氣拉申韌度δ/% | 21.8 | 31.8 | 66.6 | 102 | 117 | 108.2 |
5.2GH141不銹鋼焊接安全性能
5.2.1GH141合金鋼可熔焊、散出焊、釬焊、出現摩擦焊。熔焊既會用在智能束對接焊，也會用在氬弧焊對接焊。熔焊在熱整理時有生產應力應變力速率實效內裂趨勢，為將此種趨勢減到小，應在對接焊前固溶變緩退火進行處理，即1080℃，馬上又以22℃/min微波加熱到650℃；另外一只妙招是在對接焊發展行過實效整理，即1080℃，30min，以1.7～4.4℃/min微波加熱到980，4h，以1.7～4.4℃/min微波加熱到870℃，4h,再以1.7～4.4℃/min微波加熱到760℃，16h,空冷[1,16～19]。焊后在驅除對接焊壓力和修復性能指標時，應高速微波加熱經由實效硬度體溫區間車，這個可驅除應力應變力速率實效脫層趨勢。的使用細晶、低鈣鎂離子分子量低合金鋼，驅除機械化粗加工硬度，低的對接焊線養分也會大大減少應力應變力速率實效脫層趨勢
5.3GH141加工零件熱正確處理工學院藝
5.3.1GH141在較超高溫度下辦公，條件組件有著高的熱塑效果和身體疲勞性能方面時，高性價比選取1080℃，空冷＋760℃，16h，空冷。
5.3.2GH141對在高溫環境下上班，又耍求文件兼具高的熱強性時，為宜的熱辦理規程為1180℃，空冷＋900℃，4h，空冷。
5.3.3GH141對的標準焊結的橢圓形件等零元器件，推介進行1120℃，30min，空冷＋900℃，4h，空冷。
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