GH4141
GH141, UNS N07041, Rene 41 (GE trademark), W.Nr.2.4973
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GH4141是是沉淀硬化型镍基变形高温合金,在650~950℃范围内,具有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能。由于合金中铝、钛、钼含量较高,铸锭开坯比较困难,但变形后的材料具有较好的塑性,在退火状态下可以冷成形,也可进行焊接,焊接部件热处理时易产生应变时效裂纹。
合金的品种有薄板、带、丝、盘件、环形件、锻件、棒材、和精密铸件等,适合于制造在870℃以下要求有高强度和980℃以下要求抗氧化的高温零部件。该合金广泛用于制造航空航天发动机高温承力零部件,如导向叶片、燃烧室、涡轮、导向器高温承力件、轴、盘、叶片和紧固件等。
wt% | Fe | Ni | Co | Cr | Mo | Ti | Zr | B |
≥ | 余 | 10.00 | 18.00 | 9.00 | 3.00 | 0.003 | ||
≤ | 5.00 | 12.00 | 20.00 | 10.50 | 3.50 | 0.070 | 0.010 |
wt% | Cu | C | Al | Mn | Si | P | S | |
≥ | 0.06 | 1.40 | ||||||
≤ | 0.50 | 0.12 | 1.80 | 0.50 | 0.50 | 0.015 | 0.015 |
注:航天用材可加入ω(Mg)<0.05%和ω(La)<0.035%。
■ 密度:8.27 g/cm3
■ 熔点:1316-1371℃
█ GH4141圆饼、环坯、环形件、大棒材标准规定的性能见表6-1。
材料标准 | 品种 | 热处理制度 | 拉伸性能 | HBS | 持久性能 | |||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ/% | ||||
Q/5B 4027-1992 | 圆饼、环坯、环形件、大棒材 | 1080℃±10℃,快淬+1120℃±10℃,30min,空冷+900℃±10℃,4h,空冷 | 760 | ≥835 | ≥620 | ≥12 | ≥15 | ≥283 | 900 | 172 | ≥20 | - |
注:1 环形件经退火处理后的室温硬度HBS≤363。
2 经固件和时效处理后的室温硬度HRC≥30(HBS≥283)。
█ 热处理制度见表8-1。
品种 | 热处理制度 |
(航空)圆饼、环坯、环形件、棒、板材 | 规范Ⅰ:1080℃±10℃,快淬+1120℃±10℃,0.5h,空冷+900℃±10℃,1-4h,空冷 |
(航天)棒、盘件 | 规范Ⅱ:1080℃,4h,油冷+760℃,16h,空冷 |
规范Ⅲ:1065℃,4h,空冷+760℃,16h,空冷 | |
板材 | 规范Ⅳ:1180℃,30min,空冷+900℃,4h,空冷 |
规范Ⅴ:1080℃,保温不小于2.4min/mm,空冷+760℃,16h,空冷 |
█ GH4141成形性能
铸锭锻造前应进行高温均匀化处理,锻造加热温度为1160~1180℃,终锻温度不低于1000℃。板坯轧制加热温度为1140~1160℃,终轧温度不低于1060℃。薄板轧制加热温度为1140~1160℃,终轧温度不低于800℃。
█ 焊接性能
GH4141合金可熔焊、扩散焊、钎焊、摩擦焊。熔焊既可用电子束焊接,也可用氩弧焊焊接。熔焊缝在热处理时有产生应变时效裂纹倾向,为将这种倾向减到小,应在焊接前固溶缓慢退火,即1080℃,随后以22℃/min冷却到650℃;另一办法是在焊接前进行过时效处理,即1080℃,30min,以1.7~4.4℃/min冷却到980,4h,以1.7~4.4℃/min冷却到870℃,4h,再以1.7~4.4℃/min冷却到760℃,16h,空冷[1,16~19]。焊后在消除焊接应力和恢复性能时,应快速加热通过时效硬化温度区间,这样可消除应变时效开裂倾向。使用细晶、低杂质含量母材,消除机械加工硬化,低的焊接线能量也可以降低应变时效开裂倾向
锻件 | 棒、条杆、丝材 | 板材、卷板、薄板 | 管件 |
AMS 5712 AMS 5713 | AMS 5712 AMS 5713 AMS 5800 | AMS 5545 | AMS 5712 AMS 5713 |
Q/3B 4060-1992《GH141合金棒材》
Q/3B 4063-1992《GH141合金冷轧带材》
Q/5B 4027-1992《GH141合金圆饼、环坯、环形件》
Q/6S 1033-1992《高温紧固件用GH141合金棒材》
抚高新84-13《航天用GH141合金棒材技术条件》
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