(GH4738/GH738)鎳基高溫合金材質及合金性能

GH738

中國牌號：GH738鎳基高溫合金

美國牌號：Waspaloy

法國牌號：NC20K14

一、GH738鎳基高溫合金概述：

GH738是以γ′相沉淀硬化的鎳基高溫合金，具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能，工藝塑性良好，組織穩定。廣泛用于航空發動機轉動部件，使用溫度不高于815℃。可以生產冷軋和熱軋板材、管材、帶材、絲材和鍛件、鑄件、緊固件。

1、GH738材料牌號：GH738

2、GH738相近牌號：Waspaloy(美國)，NC20K14(法國)

3、GH738材料的技術標準：

4、GH738化學成分： 見表1-1。

表1-1 %

注：微量雜質為ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。

5、GH738熱處理制度：1080℃±10℃，4h，空冷＋840℃，24h，空冷＋760℃，16h，空冷。

6、GH738品種規格和供應狀態：可生產棒材、型材、鍛坯、環形件、厚板、薄板、帶材、管材、絲材、砂型鑄件、精密鑄件和緊固件等，通常不經熱處理交貨，板材固溶處理后交貨。

7、GH738熔煉和鑄造工藝： 采用真空感應熔煉加真空電弧重熔工藝。

8、GH738應用概況與特殊要求： 該合金在國外廣泛用于航空發動機和燃氣輪機，主要用作渦輪葉片及渦輪盤等轉動件，有成熟的使用經驗。由于該合金含鈷較高，在國內較少采用。

二、GH738物理及化學性能：

1、GH738熱性能：

(1)、GH738熔化溫度范圍：1330～1360℃。

(2)、GH738熱導率：見表2-1。

2、GH738密度：ρ=8.22g/cm3。

3、GH738電性能：

4、GH738磁性能：合金無磁性。

5、GH738化學性能：

(1)、GH738抗氧化性能：合金在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表2-4。

(2)、GH738耐腐蝕性能：合金抗鹽霧腐蝕能力良好。

四、GH738組織結構：

1、GH738相變溫度：合金中γ′相的溶解溫度為980～1050℃，開始從基體中析出溫度為630℃，析出峰值溫度為800℃。合金中M23C6碳化物相的開始析出溫度為700℃，溶解溫度為1020℃。

2、GH738時間-溫度-組織轉變曲線：

3、GH738合金組織結構：

經標準熱處理后，除奧氏體基體外，該合金經650℃和730℃長期時效至3000h，γ′相的數量變化不明顯，分別約有3%和1%左右的補充析出，γ′相大小分別從146nm長大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6轉化，碳化物總量略有增加，從時效前占基體總量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在長期時效過程中無新相析出，組織穩定。

五、GH738工藝性能與要求：

1、GH738成型性能：

(1)、GH738合金塑性圖見圖5-1。

(2)、GH738合金的再結晶圖見圖5-2。

(3)、GH738該合金熱加工塑性良好，是比較好成形的鎳基高溫合金。鍛造開坯加熱溫度1150～1170℃，適宜的熱加工溫度為1040～1170℃，終鍛溫度不低于1000℃。渦輪葉片鍛造溫度通常采用1070～1110℃范圍，模鍛最小變形量應大于25%。應避免在高溫（1180℃）下小變形量（約10%）熱加工，此時可能在晶界上形成連續的MC型碳化物薄膜，導致缺口敏感。在較低溫度下（980～1080℃）熱變形，晶界上很少形成MC碳化物薄膜，只有不連續的M23C6型碳化物，熱處理后可獲得均勻的4～5級晶粒度，綜合性能良好。

2、GH738零件熱處理工藝： 零件熱處理時應注意防止零件表面元素貧化，加熱應均勻。

3、GH738表面處理工藝： 該合金用做渦輪葉片和渦輪盤等轉動件時，為了提高疲勞性能，進行氬氣保護消除應力退火，以及噴丸處理。為提高渦輪葉片耐燃氣腐蝕及熱疲勞性能，可進行擴散滲鋁處理。