行業(yè)動(dòng)態(tài)
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2023/3/24 12:33:50
我國(guó)以 Inconel718合金為基礎(chǔ)進(jìn)行研制， 設(shè)計(jì)出 GH4169 鎳基高溫合金。 GH4169 合金性能****的使用溫度范圍為-253 °C~650 °C，此時(shí)不僅強(qiáng)度和塑性非常高，屈服強(qiáng)度和持久度也很高，同時(shí)抗輻射、耐腐蝕，焊接性能也很優(yōu)異，因此 GH4169 合金廣泛應(yīng)用于核能、石油以及航空航天等領(lǐng)域。這使得這款合金自推出開始，就受到各界的關(guān)注，目前其產(chǎn)量可達(dá)鎳基高溫合金總產(chǎn)量的 50%左右。
在 GH4169 合金的應(yīng)用中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件的應(yīng)用是 GH4169 合金發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ瑫r(shí) GH4169 合金也確保了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。
一種合金擁有良好的性能肯定是離不開它的化學(xué)成分及其組織結(jié)構(gòu)， GH4169合金也不例外。它的化學(xué)成分如表1所示， 強(qiáng)化相主要為 γ′相和 γ″相，分別為為 Ni3(Al,Ti,Nb)和 Ni3Nb 相。 GH4169 合金一般含有十幾種化學(xué)元素， 這些元素在合金晶體結(jié)構(gòu)中處于不同位置， 可據(jù)此將它們分為以下三類：
****類元素為固溶強(qiáng)化元素， 包含來(lái)自第 V、 VI、 VII 族的鎳、鐵、鉻、鈷、 鎢和鉬等，它們擇優(yōu)選擇進(jìn)入形成奧氏體基體(γ′)；
第二類元素為沉淀強(qiáng)化元素， 包含來(lái)自第 III、 V、 VI 族鈮、 鋁、鈦、鉿和鉬等，它們分配進(jìn)入形成 γ″沉淀相；
第三類元素為間隙元素， 包含來(lái)自第 II、 III、 IV 族的硼、 鋯和碳等，它們易在晶界處發(fā)生偏析。
GH4169粉末掃描電鏡圖像
GH4169粉末掃描電鏡圖像 -高倍
對(duì)3D打印和激光熔覆工藝而言，粉末的球形度、氧含量、流動(dòng)性以及空心球比例對(duì)最終成型件的性能有著決定性的影響。冠達(dá)科技生產(chǎn)的3D打印用GH4169高溫合金粉末球形度達(dá)90%以上，氧含量可保持在100ppm以內(nèi)，霍爾流速15.6s，可滿足3D打印工藝需求。
3D打印用GH4169 粉末粒度分布
GH4169合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感，加工者需要掌握合金中相析出和熔化規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關(guān)系，來(lái)開發(fā)出可行的工藝，才能制造出滿足不同強(qiáng)度級(jí)別和使用要求的零件。GH4169合金的盤類、環(huán)類、葉片、軸類和殼體部件被用于下一代火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。
GH4169 鎳基變形高溫合金
中國(guó)牌號(hào)：GH4169/GH169、GH169 (GH4169)
美國(guó)牌號(hào)：Inconel 718/UNS NO7718
法國(guó)牌號(hào)：NC19FeNb
GH4169合金是以體心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀強(qiáng)化的鎳基高溫合金，在-253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強(qiáng)度居變形高溫合金的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
該合金的另一特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關(guān)系，可針對(duì)不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿足不同強(qiáng)度級(jí)別和使用要求的各種零件。供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等。可制成盤、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機(jī)匣等零部件在航空上長(zhǎng)期使用。
1.1 GH4169 材料牌號(hào) GH4169(GH169)
1.2 GH4169 相近牌號(hào) Inconel 718(美國(guó)),NC19FeNb(法 國(guó))
1.3 GH4169 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.4 GH4169 化學(xué)成分 該合金的化學(xué)成分分為3類：標(biāo)準(zhǔn)成分、優(yōu)質(zhì)成分、高純成分，見(jiàn)表1-1。優(yōu)質(zhì)成分的在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數(shù)量，減少疲勞源和增加強(qiáng)化相的數(shù)量，提高抗疲勞性能和材料強(qiáng)度。同時(shí)減少有害雜質(zhì)和氣體含量。高純成分是在優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上降低硫和有害雜質(zhì)的含量，提高材料純度和綜合性能。
核能應(yīng)用的GH4169合金，需控制硼含量（其他元素成分不變），具體含量由供需雙方協(xié)商確定。當(dāng)ω（B）≤0.002%時(shí)，為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別，合金牌號(hào)為GH4169A。