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GH1040高溫合金

 

      GH1040是Fe-Ni-Cr基固溶強化型變形高溫合金，經鉻和鉬等元素固溶強化並穩定奧氏體基體。合金在700℃以下具有較高的暫態強度。合金具有較好的耐熱、耐腐蝕性能，具有良好的組織穩定性，良好的熱加工塑性、焊接和冷成形工藝性能。該合金經溫加工強化後可以顯著地提高合金的強度。主要產品有餅材、鍛件、無縫管、板材、帶材和絲材等。

 

      GH1040合金已用於製造燃氣渦輪的焊接轉子、軸和緊固件，以及短時工作的 發動機零部件。合金採用溫加工強化工藝後，可用於製作650℃以下工作的渦 。

 

      GH1040合金是以碳化物強化的材料，鑄態枝晶間的碳化物在鍛造時不易破碎，在盤件鍛件上會殘留較明顯的樹枝狀組織。

 

GH1040高溫合金化學成分：

 

元素	C	Cr	Ni	Mo	Si	Fe	Mn	P	S	Cu	N
MIN		15.0	24.0	5.5	0.5	Bal	1.0				0.1
MAX	0.12	17.0	27.0	7.0	1.0		2.0	0.03	0.02	0.2	0.2

 

GH1040高溫合金熱處理制度：

 

  冷拉棒：1200℃保溫1小時，空冷+700℃保溫16小時，空冷。

  棒材：1160℃-1180℃保溫2小時，爐冷+700℃保溫5小時，空冷。

  盤材：1200℃保溫8小時，爐冷+溫加工強化（變形量10%-12%）+700℃保溫25小時，空冷。

  密度：8.08

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      高溫合金是指以鐵、鎳、 爲基，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料；並具有較高的高溫強度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金爲單一奧氏體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性。
基於上述性能特點，且高溫合金的合金化程度較高，又被稱爲“超合金”，是廣泛應用於航空、航太、石油、化工、艦船的一種重要材料。按基體元素來分，高溫合金又分爲鐵基、鎳基、 基等高溫合金。鐵基高溫合金使用溫度一般只能達到750~780℃，對於在 溫度下使用的耐熱部件，則採用鎳基和難熔金屬爲基的合金。 鎳基高溫合金在整個高溫合金領域佔有特殊重要的地位，它廣泛地用來製造航空噴氣發動機、各種工業燃氣輪機 熱端部件。

GH1040高溫合金製備工藝

1、鑄造冶金工藝
目前各種先進鑄件製造技術和加工設備在不斷開發和完善，如熱控凝固、細晶工藝、 射成形修復技術、耐磨鑄件鑄造技術等，原有技術水平不斷提高完善從而提高各種高溫合金鑄件產品的質量一致性和可靠性。
不含或少含鋁、鈦的高溫合金，一般採用電弧爐或非真空感應爐冶煉。含鋁、鈦高的高溫合金如在大氣中熔鍊時，元素燒損不易控制，氣體和夾雜物進入較多，所以應採用真空冶煉。爲了進一步降低夾雜物的含量，改善夾雜物的分佈狀態和鑄錠的結晶組織，可採用冶煉和二次重熔相結合的雙聯工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應爐和非真空感應爐；重熔的主要手段有真空自耗爐和電渣爐。
固溶強化型合金和含鋁、鈦低（鋁和鈦的總量約小於4.5%）的合金錠可採用鍛造開坯；含鋁、鈦高的合金一般要採用擠壓或軋製開坯，然後熱軋成材，有些產品需進一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機或快鍛液壓機鍛造。
2、結晶冶金工藝
爲了減少或消除鑄造合金中垂直於應力軸的晶界和減少或消除疏鬆，近年來又發展出定向結晶工藝。這種工藝是在合金凝固過程中使晶粒沿一個結晶方向生長，以得到無橫向晶界的平行柱狀晶。實現定向結晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立並保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。此外，爲了消除全部晶界，還需研究單晶葉片的製造工藝。
3、粉末冶金工藝
粉末冶金工藝，主要用以生產沉澱強化型和氧化物彌散強化型高溫合金。這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性。
4、強度提高工藝
⑴固溶強化
加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點陣的畸變，加入能降低合金基體堆垛層錯能的元素（如 ）和加入能減緩基體元素擴散速率的元素（鎢、鉬等），以強化基體。
⑵ 沉澱強化
通過時效處理，從過飽和固溶體中析出 相（γ’、γ"、碳化物等），以強化合金。γ‘相與基體相同，均爲面心立方結構，點陣常數與基體相近，並與晶體共格，因此γ相在基體中能呈細小顆粒狀均勻析出，阻礙位錯運動，而產生顯著的強化作用。γ’相是A3B型金屬間化合物，A代表鎳、 ，B代表鋁、鈦、鈮、鉭、釩、鎢，而鉻、鉬、鐵既可爲A又可爲B。鎳基合金中典型的γ‘相爲Ni3(Al,Ti)。γ’相的強化效應可通過以下途徑得到加強：
①增加γ‘相的數量；
②使γ’相與基體有適宜的錯配度，以獲得共格畸變的強化效應；
③加入鈮、鉭等元素增大γ’相的反相疇界能，以提高其抵抗位錯切割的能力；
④加入 、鎢、鉬等元素提高γ‘相的強度。γ"相爲體心四方結構，其組成爲Ni3Nb。因γ"相與基體的錯配度較大,能引起較大程度的共格畸變，使合金獲得很高的屈服強度。但超過700℃，強化效應便明顯降低。 基高溫合金一般不含γ相，而用碳化物強化。