GH4698高溫合金概述

GH4698 合金是一種沉淀強化型鎳基高溫合金,在 500 ~ 800 ℃范圍內(nèi)具有高的持久強度和良好的綜合性能,已廣泛用于制造 750 ℃ 以下使用的航空發(fā)動機高壓、低壓渦輪盤和導流盤等重要的核心轉(zhuǎn)動部件[1-2] 。 這些零件旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心應(yīng)力是其所受的主要載荷形式,且大都在高溫下長期使用,要求合金在長期高溫使用中保持組織穩(wěn)定,因此合金的長時性能指標尤其是蠕變性能是盤件材料性能考核的重要指標,直接影響發(fā)動機的安全可靠性。鎳基高溫合金 γ′相為主要的強化相,其形狀、尺寸、含量及分布等對其力學性能都有重要的 影響,此外,GH4698合金中碳化物數(shù)量、形貌和分布對合金性能有顯著的作用。合金進行合理的熱處理可以獲得最佳的組織形貌,從而改善合金的性能。 GH4698合金與俄羅斯的 ЭИ698合金相似,國外對于類似合金通常采用兩種熱處理制度(I:1 100 ~ 1 120 ℃ ,8 h,空冷 + 1 000 ℃ ,4 h,空冷 + 775 ℃ ,16 h,空冷 + 700 ℃ ,16 h,空冷; II:1 100 ~ 1 120 ℃ ,8 h,空冷 + 1 000 ℃ ,4 h,空冷+ 775 ℃ ,16 h,空冷),并給出了室溫拉伸和持久性能技術(shù)指標,但沒有蠕變性能指標。 國內(nèi)關(guān)GH4698 盤件的性能指標大多參考國外標準,而對于蠕變性能指標制定往往參考《航空材料手冊》三段熱處理的 90 mm 方坯,由于 90 mm 方坯 料和盤鍛件的變形條件不同,其組織和性能有一定的差別。 一般來說,90 mm 方坯料的力學性能會 高于盤鍛件。

GH4698合金的主要化學元素

GH4698 合金熱處理

1. GH4898 合金經(jīng)過再結(jié)晶退火預(yù)處理 + 標準熱處理后，與標準熱處理后的相比，雖然常溫性能沒有明顯變化，但是高溫性能有很大提高，合金的高溫抗拉強度和伸長率、斷面收縮率都有提高，尤其是高溫持久壽命提高近 1 倍。
   

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3. 2.再結(jié)晶退火工藝能夠改善合金微觀組織不均勻現(xiàn)象，同時極大地釋放了合金內(nèi)部儲存的殘余應(yīng)力，減少了晶粒異常長大的幾率，有效地避免了在大小晶粒交界處容易出現(xiàn)的應(yīng)力集中，因而改善了合金的高溫性能。

   
   

GH4698 高溫合金焊接工藝

1. 采用 HGH533 焊絲， 并在強制水冷條件下，GH4698 高溫合金可焊， 且接頭的焊接裂紋抗力較大。

2.焊后經(jīng)775 ℃×16 h 熱處理， 可使焊接接頭室溫抗拉強度與基體接近， 高溫抗拉強度則達到基體的 92%， 焊縫維氏 （HV） 硬度也接近基體。

3. 焊后經(jīng) 775 ℃×16 h 熱處理可顯著提高焊接接頭抗拉強度， 室溫抗拉強度提高量達 到 160 MPa以 上 ， 高 溫 （ 700 ℃ ） 抗 拉 強 度 提 高 量 達 到 350 MPa。 同時焊后熱處理對基體基本無不利影響。