GH4698 高溫合金力學(xué)性能介紹

GH4698高溫合金概述

GH4698 合金是一種沉淀強(qiáng)化型鎳基高溫合金,在 500 ~ 800 ℃范圍內(nèi)具有高的持久強(qiáng)度和良好的綜合性能,已廣泛用于制造 750 ℃ 以下使用的航空發(fā)動機(jī)高壓、低壓渦輪盤和導(dǎo)流盤等重要的核心轉(zhuǎn)動部件[1-2] 。 這些零件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生的離心應(yīng)力是其所受的主要載荷形式,且大都在高溫下長期使用,要求合金在長期高溫使用中保持組織穩(wěn)定,因此合金的長時(shí)性能指標(biāo)尤其是蠕變性能是盤件材料性能考核的重要指標(biāo),直接影響發(fā)動機(jī)的安全可靠性。鎳基高溫合金 γ′相為主要的強(qiáng)化相,其形狀、尺寸、含量及分布等對其力學(xué)性能都有重要的 影響,此外,GH4698合金中碳化物數(shù)量、形貌和分布對合金性能有顯著的作用。合金進(jìn)行合理的熱處理可以獲得最佳的組織形貌,從而改善合金的性能。 GH4698合金與俄羅斯的 ЭИ698合金相似,國外對于類似合金通常采用兩種熱處理制度(I:1 100 ~ 1 120 ℃ ,8 h,空冷 + 1 000 ℃ ,4 h,空冷 + 775 ℃ ,16 h,空冷 + 700 ℃ ,16 h,空冷; II:1 100 ~ 1 120 ℃ ,8 h,空冷 + 1 000 ℃ ,4 h,空冷+ 775 ℃ ,16 h,空冷),并給出了室溫拉伸和持久性能技術(shù)指標(biāo),但沒有蠕變性能指標(biāo)。 國內(nèi)關(guān)GH4698 盤件的性能指標(biāo)大多參考國外標(biāo)準(zhǔn),而對于蠕變性能指標(biāo)制定往往參考《航空材料手冊》三段熱處理的 90 mm 方坯,由于 90 mm 方坯 料和盤鍛件的變形條件不同,其組織和性能有一定的差別。 一般來說,90 mm 方坯料的力學(xué)性能會 高于盤鍛件。

GH4698合金的主要化學(xué)元素

GH4698 合金熱處理

1. GH4898 合金經(jīng)過再結(jié)晶退火預(yù)處理 + 標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，與標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的相比，雖然常溫性能沒有明顯變化，但是高溫性能有很大提高，合金的高溫抗拉強(qiáng)度和伸長率、斷面收縮率都有提高，尤其是高溫持久壽命提高近 1 倍。
   

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3. 2.再結(jié)晶退火工藝能夠改善合金微觀組織不均勻現(xiàn)象，同時(shí)極大地釋放了合金內(nèi)部儲存的殘余應(yīng)力，減少了晶粒異常長大的幾率，有效地避免了在大小晶粒交界處容易出現(xiàn)的應(yīng)力集中，因而改善了合金的高溫性能。

   
   

GH4698 高溫合金焊接工藝

1. 采用 HGH533 焊絲， 并在強(qiáng)制水冷條件下，GH4698 高溫合金可焊， 且接頭的焊接裂紋抗力較大。

2.焊后經(jīng)775 ℃×16 h 熱處理， 可使焊接接頭室溫抗拉強(qiáng)度與基體接近， 高溫抗拉強(qiáng)度則達(dá)到基體的 92%， 焊縫維氏 （HV） 硬度也接近基體。

3. 焊后經(jīng) 775 ℃×16 h 熱處理可顯著提高焊接接頭抗拉強(qiáng)度， 室溫抗拉強(qiáng)度提高量達(dá) 到 160 MPa以 上 ， 高 溫 （ 700 ℃ ） 抗 拉 強(qiáng) 度 提 高 量 達(dá) 到 350 MPa。 同時(shí)焊后熱處理對基體基本無不利影響。