发动机用耐高温合金N07751软态冷拉研磨棒

来源：苏州华旷冶金科技有限公司 时间：2025-03-16 06:12:08 [举报]

GH4080A研磨棒的制造工艺主要包括以下步骤：

冶炼

真空感应熔炼（VIM）：在真空环境下，通过电磁感应加热金属原料，使其熔化并混合均匀。这种方法可有效减少合金中的气体杂质和有害元素含量，提高合金的纯净度，常用于生产的镍基合金母材。
电渣重熔（ESR）：利用电流通过熔渣时产生的热量来熔化金属电极，使金属液滴落入结晶器中凝固成锭。此方法能进一步去除杂质，改善合金的纯净度和组织均匀性，对于大型镍基合金铸锭的生产具有重要作用。
热加工

锻造：将镍基合金加热到合适的温度后，通过锻压机施加外力，使其发生塑性变形，从而改变合金的形状和微观结构。锻造可以提高合金的致密度和力学性能，消除铸造过程中产生的气孔、疏松等缺陷，使合金组织更加均匀，适用于生产对性能要求较高的零部件，如航空发动机叶片等。
轧制：将镍基合金坯料通过一对旋转的轧辊进行压制，使其厚度逐渐减小，长度和宽度增加。轧制可分为热轧和冷轧，热轧一般在再结晶温度以上进行，有助于改善合金的加工性能和微观组织；冷轧则在再结晶温度以下进行，可使合金获得更高的强度和硬度。
热处理

固溶处理：将合金加热到高温单相固溶体相区内的适当温度，保持一定时间后快速冷却，使过剩相充分溶解，形成过饱和固溶体，从而获得的塑性和较低的强度。
时效处理：经固溶处理后的过饱和固溶体在室温或较高温度下放置一定时间，发生沉淀析出，形成弥散分布的强化相粒子，使合金的强度、硬度和韧性显著提高。
表面处理

喷砂：采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将磨料（如河砂、海砂、石英砂等）高速喷射到需要处理的零件表面，使零件表面的外表面机械性能发生变化。
酸洗：利用酸溶液去除金属表面上的氧化皮和锈蚀物，同时也可以在一定程度上改善表面光洁度。

镍基高温合金因其的性能，在众多领域有着广泛的应用。以下是对镍基高温合金应用领域的具体介绍：

航空航天领域

航空发动机部件：现代航空发动机中超过 50% 的超级合金是镍基高温合金，被用于制造发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等关键部件。例如，GH4169 合金常用于制造航空发动机的机匣、涡轮叶片等，能够在高温、高压、高转速的极端环境下保持良好的力学性能和抗氧化性能。
火箭发动机部件：镍基高温合金也用于制造火箭发动机的燃烧室、喷嘴等部件，满足火箭发射过程中的高温和高强度要求。
石油化工领域

反应器与换热器：石油化工生产中存在大量的高温、高压、腐蚀等恶劣环境，镍基高温合金因其良好的耐腐蚀性、高温强度和稳定性，被广泛用于制造反应器、换热器等设备，确保生产过程的安全和稳定。
管道与阀门：在石油化工的管道系统中，镍基高温合金可用于制造管道和阀门等配件，防止介质对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。
能源领域

火力发电：在火力发电厂中，镍基高温合金被用于制造高温高压锅炉的热交换器、过热器、再热器等部件，能够承受高温蒸汽的侵蚀和高温高压的工作环境。
核能发电：在核电厂中，镍基高温合金是制造核反应堆压力容器、堆芯吊篮、蒸汽发生器传热管等重要部件的关键材料，其的耐高温、耐腐蚀和抗辐照性能对于核反应堆的安全运行至关重要。
汽车领域

发动机部件：随着汽车涡轮增压技术的不断发展，对发动机的耐高温性能提出了更高的要求。镍基高温合金可用于制造汽车发动机的涡轮增压器叶轮、排气歧管等部件，提高发动机的性能和可靠性。
刹车系统部件：部分汽车的刹车系统中也会使用镍基高温合金制造刹车盘等部件，利用其良好的耐磨性和高温性能，提高刹车的安全性和性。
电子工业领域

电子元件：镍基高温合金可用于制造一些对温度和稳定性要求较高的电子元件，如大功率电阻器、电感器等，电子设备在高温环境下正常工作。
半导体设备：在半导体制造设备中，镍基高温合金可作为关键部件的材料，如半导体刻蚀机的电极等，满足半导体制造过程中的和高温要求。
医疗器械领域

植入物：镍钛形状记忆合金是一种典型的镍基合金，具有良好的生物相容性和形状记忆效应，被广泛应用于牙科植入物、人工关节、心脏支架等医疗器械的制造，为患者提供有效的治疗和康复解决方案。
手术器械：由于镍基高温合金具有良好的耐腐蚀性和强度，可用于制造手术刀片、手术钳等手术器械，确保手术的安全和顺利进行。
海洋工程领域

船舶部件：船舶长期在海洋环境中航行，面临着海水腐蚀、海洋生物附着等问题。镍基高温合金可用于制造船舶的螺旋桨、推进器、船体结构等部件，提高船舶的耐腐蚀性和使用寿命。
海洋平台：在海洋石油开采等海洋工程中，镍基高温合金可用于制造海洋平台的支撑结构、管道系统等，保障海洋平台的安全稳定运行。

GH4169
沉淀强化镍基高温合金
GH4169是一种沉淀强化镍基高温合金，在-253～650℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业及挤压模具中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
外文名GH4169
主要形式棒材、板材，带材、管材
主要用途航空发动机、核能工业、石油领域应用的零件
特 点合金组织对热加工工艺特别敏感
制 造各种形状复杂的零部件
熔化温度范围1260~1320℃

该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。 [1]
材料牌号
GH4169GH169
相近牌号
Inconel718（美国），NC19FeNb法国
技术标准
GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》
Q/6S 1034-1992 《高温紧固件用GH4169合金棒材》
Q/3B 548-1996 《GH4169合金锻件》
Q/3B 548-1996 《GH4169合金锻件》
Q/3B 4048-1993 《YZGH4169合金棒材》
Q/3B 4050-1993 《GH4169合金板材》
Q/3B 4051-1993 《GH4169合金丝材》
GB/T14992-2005 《高温合金》
化学成分
该合金的化学成分分为3类：标准成分、成分、高纯成分。成分的在标准成分的基础上降碳增铌，从而减少碳化铌的数量，减少疲劳源和增强强化相的数量，提高抗疲劳的含量，提高材料的纯度和综合性能。
核能应用的GH4169合金，需控制硼的含量（其他元素成分不变），具体含量有工序双方协商确定。当ω（B）≤0.002%时，为与宇航工业用的GH4169合金加以区别，合号为GH4169A。

热处理制度
合金具有不同的热处理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和数量，从而获得不同级别的力学性能。合金热处理制度分3类：
Ⅰ：(1010~1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。
经此制度处理的材料晶粒粗化，晶界和晶内均无δ相，存在缺口敏感性，但对提高冲击性能和抵抗低温氢脆有利。
Ⅱ：(950~980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。
Ⅲ：720℃±5℃，8h，以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。
经此制度处理后，材料中的δ相较少，能提高材料的强度和冲击性能。该制度也称为直接时效热处理制度。
规格与状态
可供应模锻件（盘、盘整体锻件）、饼、环、棒（锻棒、轧棒、冷拉棒）、板、丝、带、管、不同形状和尺寸的紧固件、弹性元件等。交货状态有供需双方商定。丝材以商定的交货状态成盘装交货。
工艺
合金的冶炼工艺分为3类：真空感应电渣重熔；真空感应加真空电弧重熔；真空感应加电渣重熔加真空电弧重熔。可根据零件的使用要求，选择所需的冶炼工艺，满足应用要求。
应用与要求
制造航空和航天发动机中各种静止件和转动件，如盘、环件、机匣、轴、叶片、紧固件、弹性元件、燃气导管、密封元件等和焊接结构件；制造核能工业应用的各种弹性元件和格架；制造石油和化工领域应用的零件及其他零件。
近年来，在对该合金研究不断深化和对该合金应用不断扩大的基础上，为提和降低成本，发展了很多工艺：真空电弧重熔时采用氦气冷却工艺，有效的减轻铌偏析；采用喷射成形工艺生产环件，降低成本和缩短生产周期；采用超塑成形工艺，扩大产品的生产范围。

用该合金制造的涡轮盘、甩油盘、整体转子、轴、紧固件等零件已按照发动机所用的型号规范，在发动机零、部件试验中通过了超转、破裂、低循环疲劳试验；通过了高空台试车个长期（寿命）试车及试飞发射的考核，达到了设计和应用的要求。
物化性能
GH4169性能
因GH4169合金中铌含量高，合金中的铌偏析成份都与冶金工艺直接相关。电渣重熔和真空电弧熔炼的熔炼速度和电极棒的质量状态直接影响材质的优劣。熔速快，易形成富铌的黑斑；熔速慢，会形成贫铌的白斑；电极棒表面质量差和电极棒内部有裂纹，均易导致白斑的形成，所以，提高电极棒质量和控制熔速及提高钢锭的凝固速率是冶炼工艺的关键因素。为避免钢锭中的元素偏析过重，采用的钢锭直径不大于508mm。品均化工艺确保钢锭中的L相完全溶解。钢锭两阶段均匀化和中间坯二次均匀化处理的时间，根据钢锭和中间坯的直径而定。均匀化工艺的控制与材料中铌的偏析程度直接相关。
生产中采用的1160℃，20h+1180℃，44h的均匀化工艺，尚不足以消除钢锭中心的偏析，
因此建议采用以下工艺：
1.1150℃~1160℃，20h~30h+1180℃~1190℃，110h~130h；
2.1160℃，24h+1200℃，70h。
经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能。钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。锻件的锻造工艺应根据锻件使用状况和应用要求，结合生产厂的条件而定。开坯和生产锻件时，中间退火温度和终端温度根据零件所需要的组织状态和性能来确定，一般情况下，锻造的终端温度控制在930℃~950℃之间为宜。

预热
工件在加热之前和加热过程中都进行表面清理，保持表面清洁。若加热环境含有硫、磷、铅或其他低熔点金属，GH4169合金将变脆。杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化气和天然气的杂质含量要低于0.1%，城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3，石油气的硫含量低于0.5%是理想的。
加热的电炉好要具有较的控温能力，炉气为中性或弱碱性，应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。
热加工
GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式，热加工后应及时退火以得到佳的性能。热加工时材料应加热到加工温度的上限，为了加工时的塑性，变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
冷加工
冷加工应在固溶处理后进行，GH4169的加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此加工设备应作相应调整，并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
热处理
不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的材料性能。由于γ”相的扩散速率较低，所以通过长时间的时效处理能使GH4169合金获得佳的机械性能。
打磨
在GH4169工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除，需要用细砂带打磨，在硝酸和氢氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处

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