GH4099镍基高温合金、元素综合强化、力学性能
来源:环球体育HQBET下载官网    发布时间:2023-11-30 06:27:58 |阅读次数:110

  GH4099是一种高合金化的镍基时效板材合金,用钴、钨、钼和铝、钛等元素综合强化,使合金具有较高的热强性,900℃以下可以经常使用,最高工作时候的温度可达1000℃,该合金组织稳定,并具有满意的冷热加工成形和焊接工艺性能,适合于制造航空发动机燃烧室和加力燃烧室等高温板材承力焊接结构件, 用该合金制造的大型板材结构件,可在固溶处理后不经时效处理直接用。基本的产品有板材和丝材,也可生产棒材和锻件。

  在现代工业发展中, 很多方面都存在着腐蚀问题, 尤其是在高温腐蚀环境下的腐蚀问题。 就目 前而言, 腐蚀问题还是重点集中于石油化学工业、 能源、 动力和冶

  金等方面。 面对腐蚀问题, 一般都是根据具体环境选取在该环境下具有较强抗腐蚀性的合金材料或者在原来材料上镀一层抗腐蚀性镀膜来增强合金的抗侵蚀的能力。所以研究不同金属材料在不同环境下的腐蚀行为, 总结完善腐蚀数据对现代工程与科学发展很重要; 特别是在石油、 能源和动力方面更重要, 这些工业发展趋势的高端产业离不开高温腐蚀的研发与发展。 随着科学技术的发展与研究的深入,人们对腐蚀的理解也在不断清晰, 尤其是对高温腐蚀机理和抗腐蚀材料及涂层。

  板材经1120-1160℃,空冷处理;焊丝经1100-1140℃,空冷处理。国外相似合金板材供应状态经1080-1100℃,水冷或空冷处理,然后再经900℃时效5h或800℃时效8h处理。

  在高温热腐蚀研究中对于高温氯化腐蚀的研究还比较基础, 还在于氯化物盐具有挥发性强、 熔点低、 沸点低、 大多数含氯物质有毒等特点, 故高温氯化腐蚀规律与高温氧化及其它热腐蚀不同, 所以导致关于高温氯化的腐蚀数据也较少, 导致高温氯化腐蚀研究还不是很成熟, 所以对于高温氯化腐蚀的研究是必不可少的。

  供应δ0.8-4.0mm的冷轧薄板和d0.3-10mm的冷拉丝材,均于固溶处理和碱酸洗后供应。

  在以煤炭作为燃料的设备中, 煤粉燃烧过程中煤炭中的 S 等非金属元素易转化成SO 2 和 SO 3 等气体, 在较高的温度下金属管材易发生腐蚀, 导致材料性能直线下降,从而引 发设备的非正常运行。 以上这些腐蚀问题都是现在科技工业发展所不得不面对的问题, 所以积累高温腐蚀数据, 研究腐蚀机理, 为设计和发展耐腐蚀材料与涂层材料提供理论是现代工业发展中很重要的一个环节。

  高温合金一般是指在较高的温度以及复杂应力下仍具备比较好的力学性能、 抗氧化性能和抗腐蚀和抗老化性能的一类合金材料。 高温合金是主要以 Fe、 Co、 Ni 元素为

  基的单一奥氏体组织, 因其高温稳定性和合金化程度高被称为“超合金” 。 按强化方式高温合金可分为固溶强化型高温合金、 沉淀强化型高温合金和弥散强化型高温合金; 按基体元素不同可分为 Monel 合金( Ni-Cu 合金)、Inconel 合金( Ni-Cr-Fe合金, Ni 元素占优势) 和 Incoloy 合金( Ni-Cr-Fe 合金, Fe 元素占优势)。

  用该合金板材制成的航空发动机加力可调喷口壳体,已经过长期使用考核,并投入批量生产,可减轻发动机重量和延长使用寿命。

  镍基合金的成分很复杂, 主要运用 于受热部件上, 一般含有的元素主要是Cr、 Co、 Mo、 Nb、 Ti、 Al、 C、 B 等元素和 Ni 基体。

  (1)零件的最终固溶处理温度为1140℃,适宜的时效规范为900℃±10℃,4h,空冷。以多次拉伸方法制造零件或组合件经焊接后,可在1100℃±10℃进行固溶处理,以消除应力零件经这样热处理后具有较高的热强性和良好的综合性能。

  镍具有良好的强度和延展性, 能耐氟、 碱、 盐和许多有机物质的腐烛。 尤

  其是当合金以 Ni 元素为基体时, Ni 基体能容纳大量合金元素, 从而形成稳定相。Ni 是亲氧元素, 当镍基合金中 Ni 元素占有优势, 能促进连续的氧化膜生成。

  (2)零部件或组合件固溶处理时,对厚度为2mm以下的板材,保温时间为10-15min,厚度大于2mm时应适当延长。零件最终固溶处理时一定要采用空冷,中间热处理可视详细情况进行空冷或水冷。

  钴的加入能增加 γ 基体中 Cr、 Mo、 W 和 C 的溶解度, 促进三次碳化物的析出 , 改善晶界上碳化物的形态, 强化晶界。 Co 在合金中还能起到固溶强化的效果, 并且能提高合金的抗热腐蚀性能。

  (3)用该合金制造的大型板材结构件,如受设备条件限制,可于1140℃±10℃固溶处理或焊接组合后不经时效处理直接使用。

  (4)GH4099合金制造的零件与其他材料组合焊接后,根据工序的需要可进行时效(回火)处理,处理温度不应高于900℃。

  (5)国外相似合金制成的零件推荐在1080-1100℃进行固溶处理,接着进行时效,时效规范为:900℃,5h或800℃,8h,空冷。900℃时效可获得最高塑性,800℃时效则可获得最高强度。时效规范可根据零件工作条件选定。

  钼对合金基体有较强的固溶强化效果, 也能改善合金表面膜性质, 并且能提高合金钝化和抗还原性介质的能力。 但是 Mo 会偏析在合金枝晶间, 降低合金组织稳定性。 在高温环境中, Mo 极易生成挥发性氧化物, 使得合金表面不易生成致密氧化膜; 在高温熔融硫酸盐环境中, 易发生酸性熔融反应; 在有氯化物的环境中, 会最先在氧化膜薄弱区发生点腐蚀; 在这几种环境下, Mo 都会引 发较为严重的腐蚀, 所以合金中 Mo 的含量一般都在 2%以下。

  (1)GH4099合金在Al、Ti含量配入不变的情况下,通过提高 W、Mo、Co 合金含量,对提高合金强度有利。

  金的强度。 较高的 Al、 Ti 元素含量能大大的提升合金的抗腐蚀和抗氧化性能, 并且

  Nb 元素可以促使合金中析出 碳化物 NbC 来强化合金晶界, 尤其是在 Fe-Ni 基合金中加入较多的 Nb 元素可以促使 γ(Ni 3 Nb)相的析出 , 来提升合金的强度。但是 Nb 元素会极度影响合金抗氧化性能, 所以 Nb 一般在合金的加入量都小于3%。

  固溶温度与时间决定了孪晶的尺寸,合金晶粒随固溶温度上升和时间延长而长大,其在不同固溶温度和时间下的长大速度不同,孪晶随晶粒的长大而长大。

  C 元素是高温合金中重要的晶界和枝晶间强化元素, 尤其在镍基高温合金中十分重要。 在镍基高温合金中,碳化物一般有 MC 型、 M 6 C 型、 M 23 C 6 型和

  M 7 C 3 型四种。 其中 MC 型碳化物主要分布在枝晶间和晶界, 形状一般为点状、 条状和骨架状; 当温度上升到 750~1040℃范围内 时, MC 型碳化物会慢慢分解, 析出 颗粒状的 M 6 C 型碳化物和 M 23 C 6 型碳化物。返回搜狐,查看更加多