GH4145高温合金「欧米伽金属」

GH4145

GH4145概述

GH4145是Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，主要以相为时效沉淀强化相，使用温度在800°C以下。合金在980°C以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能,800°C以下具有较高的强度,700°C以下具有良好的抗蠕变性能，540°C以下具有较好的抗松弛性能。合金还有很好的成形性能和焊接性能，主要产品有板材、带材、棒材、型材、锻件、环形件、丝材和管材。

应用概况及特性

合金已用于制造航空发动机在800°C以下工作并要求强度较高、耐腐蚀的环形件、结构件和螺栓等零件，在540°C以下工作的具有中等或较低应力并要求抗松弛的平面波形弹簧、周向螺旋弹簧、螺旋压簧、弹簧卡圈和密封圈等，以及用于制造燃气轮机涡轮叶片等零件。合金在退火或固溶处理后可进行各种焊接。零件的热处理要在无硫的中性或还原性气氛中进行，以免发生硫化。零件应避免在870°C~650°C之间进行热冷理处理，对于大截面的零件，为了防止裂纹，固溶处理后应在空气中冷却。

材料牌号对照表

材料技术标准

GB/T 14992高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号

GJB 2612A焊接用高温合金冷拉丝材规范

GJB 3527A弹簧用高温合金冷拉丝材规范

HB/Z 140航空用高温合金热处理工艺

Q/3B 4088GH145合金毛细管材

Q/3B 4198 GH145合金冷轧板材、带材

熔炼工艺

釆用真空感应炉+真空自耗重熔、或真空感应炉+电渣重熔、或非真空感应炉+真空自耗重熔、或非真空感应炉+电渣重熔熔炼工艺。

化学成分摘自GJB 14992

注：表中Mn、Si为棒、锻件、环形件和丝材含量，板材、带材和管材为：ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。

热处理制度

摘自HB/Z 140.Q/3B 4088,Q/3B 4198及文献［2］和［3］。

冷轧板材、冷轧带、毛细管

供应状态：980°C±10°C/AC或快冷；

时效处理：730°C±10°C*8h/FC(55°C/h)*620°C±10°C *8h/AC,或不限定FC速率，但总计保温时间应不少于18h。

冷拉丝材

制度I：650°C±10°C*4h/AC；

制度II：1150°C±10°C *2h/AC+840°C + 10°C *24h/AC+705°C+10°C *20h/AC；

制度Ⅲ：730°C±10°C*16h/AC。

棒材和锻件

标准热处理

885°C ±14°C *24h±0. 5h/AC+705°C±14°C *20h±lh/AC。

特殊热处理

595°C以下使用：(870~900)°C *24h/AC+(690~720)°C *30H/AC；

(970〜995)°C *lh/AC+(725〜740)°C *8h/FC(55°C/h)(615〜630)°C/AC,总保温时间18h。

GH4145(GH145)高温合金热处理制度：板、带、管材供应状态的固溶热处理制度980℃±15℃，空冷。

材料及零件的中间热处理制度，可分别选择下列工艺进行热处理。

(1)、退火：955～1010℃，水冷。

(2)、焊接件焊接前退火：980℃，1h。

(3)、焊接件消除应力退火：900℃,保湿2h。

消除应力退火：885℃±15℃，24h,空冷。

零件热处理工艺：

零件的热处理应在无硫的中性或还原性气氛中进行，以免发生硫化。零件应避免在870～650℃之间进行“热-冷”处理，对于大截面的零件，为了防止裂纹，固溶处理后应在空气中冷却。成品零件最终热处理：

(1)、对于在600℃以上工作、要求最佳持久蠕变性能的零部件：

a、固溶：1150℃±15℃,保温2～4h,空冷；

b、时效：845℃±15℃，保温24h，空冷+705℃±15℃,保温24h,空冷。

(2)、对于在600℃以下工作、要求最佳室温和高温拉伸性能的零部件：

a、固溶：980℃±15℃,保温1h,空冷；

b、时效：730℃±15℃，保温8h，以50℃/h炉冷到620℃±10℃,保温8h,空冷。

(3)、环形件一般采用下述热处理制度：

a、固溶：1095℃±15℃,保温2-4h,空冷；

b、时效：845℃±15℃，保温24h，空或炉冷到+705℃±15℃,保温20h,空冷。

(4)、棒材和锻件在600℃以下温度使用时，采用下述制度进行热处理：

a、均匀化：885℃±15℃,保温24h,空冷；

b、时效：705℃±15℃，保温20±1h,空冷。

(5)、退火状态的板材和带材及做弹簧用的板带和丝材可采用下述制度进行热处理：

a、固溶：980℃±15℃,保温1h,空冷；

b、时效：1）705℃±15℃,保温22h,空冷；

(6)、760℃±10℃，保温1h,空冷。

a、固溶：980℃±15℃,保温1h,空冷；

b、时效：730℃±10℃，保温8h，以50℃/h炉冷到+620℃±10℃,保温8h,空冷。

品种规格与供应状态

摘自GJB 2612A、GJB 3527A、Q/3B 4088、Q/3B 4198和文献［1］。

主要规格

各种规格的棒材、锻件、环形件、热轧板、冷轧板、带材和管材；直径、边长或厚度0.3mm〜15. 90mm弹簧用冷拉丝材;d0.2~10. 0mm焊丝；外径＜5. 0mm,壁厚＜0. 5mm毛细管材。

供应状态

板材经固溶+除氧化皮+平整+切边后供应；带材经固溶+除氧化皮+切边后成卷供应；棒材、锻件和环形件以锻态或热轧状态供应，也可以加工态+固溶处理后供应；棒材也可经固溶+磨光或车光后供应，直径小于12.5mm的棒材可以冷拉状态供应；管材经冷拔+固溶+除氧化皮、或经冷拔+光亮固溶处理后供应；焊丝以硬态、或半硬态(减面率不大于20%)、或固溶+酸洗、或光亮固溶处理(适用于直径不大于1. 5mm)状态成盘供应，也可直条供应。

冷拉丝材以冷拉成盘、或冷拉成直条状供应，按其冷拉变形量分为两类：

A类：公称直径、边长或厚度不大于6. 35mm的丝材，冷拉变形量为50%〜65% ;公称直径、边长或厚度大于6. 35mm的丝材，冷拉变形量为30%以上；

B类：公称直径、边长或厚度大于0.65mm的丝材，冷拉变形量约为15%。

物理及化学性能：

熔化温度范围：1395～1425℃。

密度：ρ=8.25g/cm3。

电性能：50℃时的电阻率ρ=1.22×10-6Ω.m。

磁性能：合金无磁性。

泊松比：μ = 0.29

热导率：

线膨胀系数

弹性性能

GH4145(GH145)合金技术标准规定的带材、板材和管材的室温力学性能：

注：交货状态为固溶980℃±15℃，保温适当时间，空冷或快冷，去除氧化皮。

GH4145(GH145)合金技术标准规定的丝材的室温力学性能：

注：交货状态，丝材在冷拉至成品前，在1090～1200℃内的某一温度固溶处理，然后按下述规定进行冷拉；

A类：标称直径或边长不大与6.35mm的丝材，冷拉变形量为50%～65%；标称直径或边长大于6.35mm的丝材，冷拉变形量为 30%以上。

B类：标称直径或边长不大于0.65mm的丝材，冷拉变形量为15%左右。

GH4145(GH145)合金棒材、锻材和环形件标准规定的持久性能：

抗氧化性能

合金在空气介质中，不同温度试验100h的平均增重和氧化速率见表

耐腐蚀性能

合金在燃气介质中-900°C试验100h的腐蚀失重

棒材不同温度的持久性能

金组织结构：

1、GH4145(GH145)高温合金相变温度：γ′相开始析出温度约为600℃，析出峰约为800℃，900℃开始回溶，到970℃时几乎全部溶解。

2、GH4145(GH145)高温合金时间-温度-组织转变曲线：

3、GH4145(GH145)高温合金组织结构：合金经标准热处理后，其组织由γ基体、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相组成，γ′含量大约为14.5%，是合金的主要强化相。

成形性能：

合金的锻造温度在1220～950℃之间均易成形。钢锭开坯锻造，其加热温度可在1200℃，为了使最终锻件或棒材获得良好的组织和性能，随后的锻造加热温度应在相应较低的温度下进行。终锻温度应不低于950℃。该合金在剧烈成形工序后应进行固溶处理。

焊接性能：

合金具有较好的焊接性能，可进行各种焊接，但对大截面的零件较难进行熔焊，而对小截面零件和薄板焊接性能较好。焊接必须在退火或固溶处理后进行，焊后应进行消除应力处理，采用980℃，保湿0.5h或900℃保湿2h。焊接组合件随后进行时效处理，可获得近似完全热处理状态的强度。

表面处理工艺：

GH4145(GH145)合金切削加工与磨削性能 合金可以在各种状态下进行机械加工，退火或固溶状态下机械加工性能良好。

室温冲击功38mm锻棒，经标准热处理+时效处理热轧棒不同温度和应力的蠕变性能

不同产品经不同热处理，不同温度的反复弯曲疲劳极限

冷轧板不同循环温度的冷热疲劳性能

弹簧片540°C、5000h的松弛性能

合金氩弧焊焊接接头的力学性能