GH4738高溫合金

　　時效硬化型鎳基合金>GH738-GH4738

　　一、GH738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。廣泛用於航空發動機轉動部件，使用溫度不高於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。

　　1.1GH738材料牌號GH738

　　1.2GH738相近牌號Waspaloy(美國)，NC20K14(法國)

　　1.3GH738材料的技術標準

　　GB/T14992-2005高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號

　　1.4GH738化學成分見表1-1。

　　表1-1%

CCrNiCoMoAlTi0.03～0.1018.0～21.0餘12.0～15.03.50～5.001.20～1.602.75～3.25BZrFeMnSiPSCu不小於0.003～0.0100.02～0.082.00.100.150.0150.0150.10

　　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%。

　　1.5GH738熱處理制度1080℃±10℃，4h，空冷＋840℃，24h，空冷＋760℃，16h，空冷。

　　1.6GH738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，板材固溶處理後交貨。

　　1.7GH738熔煉和鑄造工藝採用真空感應熔煉加真空電弧重熔工藝。

　　1.8GH738應用概況與特殊要求該合金在國外廣泛用於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。由於該合金含鈷較高，在國內較少採用。

　　二、GH738物理及化學性能

　　2.1GH738熱性能

　　2.1.1GH738熔化溫度範圍1330～1360℃。

　　2.1.2GH738熱導率見表2-1。

　　表2-1[1]

θ/℃360460545640770855985λ/(W/(m·℃))16.818.320.222.424.125.328.0

　　2.1.3GH738比熱容見表2-2。

　　表2-2[1]

θ/℃360460545640770855985c/(J/(kg.℃))515540573603640665707

　　2.1.4GH738線膨脹係數見表2-3。

　　表2-3[1]

θ/℃20～10020～20020～30020～40020～50020～60020～70020～80020～900α/10-6℃-112.4712.7313.0413.5313.9714.4715.0515.6815.95

　　2.2GH738密度ρ=8.22g/cm3。

　　2.3GH738電性能

　　2.4GH738磁性能合金無磁性。

　　2.5GH738化學性能

　　2.5.1GH738抗氧化性能合金在空氣介質中試驗100h後的氧化速率見表2-4。

　　2.5.2GH738耐腐蝕性能合金抗鹽霧腐蝕能力良好。

　　表2-4[1]

θ/℃9001000氧化速率/(g/(m2·h))0.0830.226

　　三、GH738力學性能

　　3.1GH738技術標準規定的性能見表3-1。

　　表3-1

拉伸性能HBS持久性能θ/℃σb/MPaδ5/%φ/%θ/℃σ/MPat/hδ5/%不小於不小於8156082032299～387815328238

　　四、GH738組織結構

　　4.1GH738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℃。

　　4.2GH738時間-溫度-組織轉變曲線

　　4.3GH738合金組織結構經標準熱處理後，除奧氏體基體外，還有γ′相，其化學式為(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039

　　)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕跡)，該相總量佔合金重量的20%。此外，還有M23C6型碳化物，其化學式近似為(Cr0.746Mo0.094

　　Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外，還有少量的Ti(CN)和TiN等相。

　　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，從時效前佔基體總量的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。