GH738高温合金/GH738价格/GH738圆棒板材管材
材料牌号：GH738
美国牌号：Waspaloy
法国牌号：NC20K14
一、GH738概述
GH738是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件，使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。
1.1 GH738材料牌号 GH738
1.2 GH738相近牌号 Waspaloy(美国)，NC20K14(法国)
1.3 GH738材料的技术标准
1.4 GH738化学成分 见表1-1。
表1-1 %
|
C
|
Cr
|
Ni
|
Co
|
Mo
|
Al
|
Ti
|
|||||
|
0.03～0.10
|
18.0～21.0
|
余
|
12.0～15.0
|
3.50～5.00
|
1.20～1.60
|
2.75～3.25
|
|||||
|
B
|
Zr
|
Fe
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
Cu
|
||||
|
不小于
|
|||||||||||
|
0.003～0.010
|
0.02～0.08
|
2.0
|
0.10
|
0.15
|
0.015
|
0.015
|
0.10
|
||||
注：微量杂质为ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。
1.5 GH738热处理制度 1080℃±10℃，4h，空冷＋840℃，24h，空冷＋760℃，16h，空冷。
1.6 GH738品种规格和供应状态 可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等，通常不经热处理交货，板材固溶处理后交货。
1.7 GH738熔炼和铸造工艺 采用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。
1.8 GH738应用概况与特殊要求 该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机，主要用作涡轮叶片及涡轮盘等转动件，有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高，在国内较少采用。
二、GH738物理及化学性能
2.1 GH738热性能
2.1.1 GH738熔化温度范围 1330～1360℃。
2.1.2 GH738热导率 见表2-1。
表2-1[1]
|
θ/℃
|
360
|
460
|
545
|
640
|
770
|
855
|
985
|
|
λ/(W/(m·℃))
|
16.8
|
18.3
|
20.2
|
22.4
|
24.1
|
25.3
|
28.0
|
2.1.3 GH738比热容 见表2-2。
表2-2[1]
|
θ/℃
|
360
|
460
|
545
|
640
|
770
|
855
|
985
|
|
c/(J/(kg.℃))
|
515
|
540
|
573
|
603
|
640
|
665
|
707
|
2.1.4 GH738线膨胀系数 见表2-3。
表2-3[1]
|
θ/℃
|
20～100
|
20～200
|
20～300
|
20～400
|
20～500
|
20～600
|
20～700
|
20～800
|
20～900
|
|
α/10-6℃-1
|
12.47
|
12.73
|
13.04
|
13.53
|
13.97
|
14.47
|
15.05
|
15.68
|
15.95
|
2.2 GH738密度 ρ=8.22g/cm3。
2.3 GH738电性能
2.4 GH738磁性能 合金无磁性。
2.5 GH738化学性能
2.5.1 GH738抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。
2.5.2 GH738耐腐蚀性能 合金抗盐雾腐蚀能力良好。
表2-4[1]
|
θ/℃
|
900
|
1000
|
|
氧化速率/(g/(m2·h))
|
0.083
|
0.226
|
三、GH738力学性能
3.1 GH738技术标准规定的性能 见表3-1。
表3-1
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拉伸性能
|
HBS
|
持久性能
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||||||
|
θ/℃
|
σb/MPa
|
δ5/%
|
φ/%
|
θ/℃
|
σ/MPa
|
t/h
|
δ5/%
|
|
|
不小于
|
不小于
|
|||||||
|
815
|
608
|
20
|
32
|
299～387
|
815
|
328
|
23
|
8
|
四、GH738组织结构
4.1 GH738相变温度 合金中γ′相的溶解温度为980～1050℃，开始从基体中析出温度为630℃，析出峰值温度为800℃。合金中M23C6碳化物相的开始析出温度为700℃，完全溶解温度为1020℃。
4.2 GH738时间-温度-组织转变曲线
4.3 GH738合金组织结构 经标准热处理后，除奥氏体基体外，还有γ′相，其化学式为(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕迹)，该相总量占合金重量的20%。此外，还有M23C6型碳化物，其化学式近似为(Cr0.746Mo0.094Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外，还有少量的Ti(CN)和TiN等相。
该合金经650℃和730℃长期时效至3000h，γ′相的数量变化不明显，分别约有3%和1%左右的补充析出，γ′相大小分别从146nm长大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6转化，碳化物总量略有增加，从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效过程中无新相析出，组织稳定。
五、GH738工艺性能与要求
5.1 GH738成型性能
5.1.1 GH738合金塑性图见图5-1。
5.1.2 GH738合金的再结晶图见图5-2。
5.1.3 GH738该合金热加工塑性良好，是比较好成形的镍基高温合金。锻造开坯加热温度1150～1170℃，适宜的热加工温度为1040～1170℃，终锻温度不低于1000℃。涡轮叶片锻造温度通常采用1070～1110℃范围，模锻最小变形量应大于25%。应避免在高温（1180℃）下小变形量（约10%）热加工，此时可能在晶界上形成连续的MC型碳化物薄膜，导致缺口敏感。在较低温度下（980～1080℃）热变形，晶界上很少形成MC碳化物薄膜，只有不连续的M23C6型碳化物，热处理后可获得均匀的4～5级晶粒度，综合性能良好。
5.3 GH738零件热处理工艺 零件热处理时应注意防止零件表面元素贫化，加热应均匀。
5.4 GH738表面处理工艺 该合金用做涡轮叶片和涡轮盘等转动件时，为了提高疲劳性能，进行氩气保护消除应力退火，以及喷丸处理。为提高涡轮叶片耐燃气腐蚀及热疲劳性能，可进行扩散渗铝处理。