GH4049高溫合金

1合金介紹
1.1 概述
GH4049是Ni-Co-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度小于950°C。該合金在1000°C以下具有良好的抗氧化性能，950°C以下具有較高的高溫強(qiáng)度。適于制造工作溫度在850°C?950°C的燃?xì)鉁u輪工 作葉片。主要產(chǎn)品有熱軋和鍛制棒材、模鍛渦輪葉片。
1. 2 應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片和其他高溫承力件。經(jīng)長期的生產(chǎn)和使用考驗(yàn)，已成為使用最 廣泛的葉片材料之一。
該合金與同類用途的鎳基合金相比，合金的熱加工塑性較差，但經(jīng)電渣重熔或真空電弧重熔后，可以 改善其加工塑性，且1000°C?1170°C的沖擊韌性提高1?3倍。
1.3 材料牌號(hào)
GH4049（GH49、212）。
1. 4 相近牌號(hào)：（請聯(lián)系墨）鉅特殊鋼客服）
1.5材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號(hào)
GB/T 14993轉(zhuǎn)動(dòng)部件用高溫合金熱軋棒材
GJB 1953A航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)件用高溫合金熱軋棒材規(guī)范
HB/Z 140航空用高溫合金熱處理工藝
1. 6 熔煉工藝
釆用真空感應(yīng)爐+電渣重熔、或真空感應(yīng)爐+真空電弧重熔熔煉工藝。
1.7 化學(xué)成分
摘自GB/T 14992,雜質(zhì)元素分析有區(qū)別的摘自GJB 1953A,見表1-1。

1.8 熱處理制度

摘自HB/Z 140,轉(zhuǎn)動(dòng)件用熱軋棒材的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為： 1200°C±10°C*2h/AC+1050°C±10°C*4h/AC+850°C±10°C*8h/AC,HB 363?302。
1. 9 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
摘自 GB/T 14993 和 GJB 1953A。

1.9.1主要規(guī)格
D8mm?55mm熱軋棒材。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
棒材不經(jīng)熱處理、經(jīng)全面磨光或車光后供應(yīng)。模鍛葉片經(jīng)零件熱處理后供應(yīng)。

2物理、彈性和化學(xué)性能

2. 1 熔化溫度范圍

1320°C ?1390PQ。

2. 2 相變點(diǎn)

2.3 熱導(dǎo)率（表2-1）

2.4 電阻率20°C （可聯(lián)系1/3/4/7/2/7/8/7/9/9/0）。

2.5 熱擴(kuò)散率

2. 6 比熱容（表2-2）

2.7 線膨脹系數(shù)（表2-3）

2.8 密度p=8. 44g

2.9 磁性能

合金無磁性。

2. 10 彈性性能（表2-4）

2. 11 化學(xué)性能

2.11.1抗氧化性能

合金在空氣介質(zhì)中，不同溫度試驗(yàn) 100h的氧化速率見表2-5。

2. 11.2 耐腐蝕性能

3力學(xué)性能

3. 1 供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
表3-1

3.1.2生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計(jì)許用值（表3-2）

3.2 短時(shí)力學(xué)性能

3. 2. 1硬度

3. 2.2 沖擊性能

3.2. 2.1熱軋棒不同溫度的沖擊韌性見表3-3。

3. 2. 2.2熱軋棒經(jīng)不同長期時(shí)效，室溫沖擊韌性見圖3-1。

3.2.3壓縮性能

3.2.4扭轉(zhuǎn)性能

3.2.5剪切性能

3.2.6拉伸性能

3.2.6. 1熱軋棒不同溫度下屈服點(diǎn)前的拉伸曲線見圖

表 3-4[1]

3. 2. 6. 2熱軋棒經(jīng)不同溫度長期時(shí)效，對應(yīng)時(shí)效溫 度的拉伸性能曲線見圖3-4。

3.3 持久和蠕變性能
3.3. 1持久性能
3.3. 1. 1熱軋棒不同溫度和時(shí)間的持久極限見 表 3-5.
3.3. 1.2棒材供應(yīng)狀態(tài)，不同溫度和時(shí)間的秒計(jì)持 久極限見表3-6。
3.3. 1.3熱軋棒不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線見 圖3-5,持久熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線見圖3-6。 （可聯(lián)系1/3/4/7/2/7/8/7/9/9/0）。
3.3. 1.4熱軋棒經(jīng)不同冶煉工藝，不同溫度的光滑 和缺口持久性能見表3-7。
表 3-5

表 3-6

表3-8[1]

圖3-5熱軋棒不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線⑵
3.3.2蠕變性能
3.3.2. 1熱軋棒不同溫度和時(shí)間的蠕變極限見表3-9。
3.2.2熱軋棒經(jīng)不同熔煉工藝，不同溫度100h的蠕變性能見表3-10。
3.3. 2.3熱軋棒不同溫度、不同應(yīng)力條件的蠕變曲線見圖3-7?圖3-9。
表3-9

表3-10

3.4 疲勞性能
3.4.1高周疲勞
3.4. 1. 1熱軋棒不同溫度的彎曲光滑和缺口疲勞 極限見表3-11。
3.4. 1. 2熱軋棒800°C和900°C的純彎曲光滑疲勞S-N曲線見圖3-10。（可聯(lián)系1/3/4/7/2/7/8/7/9/9/0）。
表3-11

3.4.2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
熱軋棒的冷熱疲勞性能見表3-12。

表3-12
3.5 裂紋擴(kuò)展速率
3.6 斷裂韌度
3.7 松弛性能
4工藝性能與要求
4.1 成形工藝與性能
4.1.1合金在落錘上試驗(yàn)時(shí)的工藝塑性見圖4-1。（可聯(lián)系1/3/4/7+2/7/8/7/9/9/0）。
4.1.2變形溫度范圍1180°C?1080°C。鋼錠釆用 直接軋制成棒材，加熱溫度為H60°C + 10°C,終軋 溫度不低于1020°C。葉片模鍛加熱溫度為 1170°C±10°C,停鍛溫度不小于1050°C。葉片小余 量模鍛時(shí)，應(yīng)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱或熱處理。在 氧化性氣氛中進(jìn)行加熱或熱處理時(shí)，機(jī)加工余量每 面不得小于1.5mm。
4. 2 工藝性能
4.3 焊接性能
4. 4 零件熱處理工藝
同品種的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。
4. 5 表面處理工藝
釆用滲A1保護(hù)，滲A1試樣不同溫度的力學(xué)性能見表4-1 。

續(xù)表4-l

4. 6 切削加工與磨削性能 無特殊要求。

5組織結(jié)構(gòu) 
5. 1 相變溫度
相析出峰約為850°C?900°C，完全溶解溫度約為1100°C?1130°C。M^C最大析出溫度為950°C ?1050°C。
2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
5.3 典型組織
合金棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，晶粒度為1?4級。組織由γ基體，γ′M6C及少量M23C6型碳化物、M3B2 型硼化物組成(圖5-1)。γ′相是主要強(qiáng)化相，s(γ′)約占合金的40%,有大小兩種形態(tài)，彌散分布于晶內(nèi) (圖 5-2)。礦相的化學(xué)組成式近似*(NiCo0.10Cr0.04 )3.02 (Alo.70Ti0.15 Wo.08Mo0.M); M6C呈顆粒狀分布在 晶界上，也(MsC)約占合金的0.5%；少量的M23C6呈顆粒狀分布在晶界上,w(M,3C6)約占合金的0.02%, 化學(xué)組成式近似為(C r0.79 Moo. 07 Ti0. os Coo. 02 Fe(≥. 04) 23 (CB)6。
合金經(jīng)850°C ，1000h時(shí)效后，沒有新相析出。γ′相聚集長大均呈方形，尺寸約為400nm?700nm。 晶界上的M6C及M23 C6顆粒長大，數(shù)量增多，針狀M.C析出較多，見圖5-3 ，合金經(jīng)900°C、118MPa、 1382h長期應(yīng)力時(shí)效后，γ′相、M,C及進(jìn)一步聚集長大，針狀M.C碳化物增多，見圖5-4。（可聯(lián)系1/3/4/7+2/7/8/7/9/9/0）。
參考文獻(xiàn)
［1］中國金屬學(xué)會(huì)特殊鋼分會(huì)高溫合金學(xué)術(shù)委員會(huì)編.高溫合金手冊［M］. 1982 = 629-641.
［2］北京航空材料研究院主編.航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)用材料數(shù)據(jù)手冊［M］.第1冊.1990 = 602-615.
［3］ 北京航空材料研究院.航空材料應(yīng)用手冊:第4卷.變形熱強(qiáng)鋼和高溫合金［M］. 1996,317-332.
［4］ 圖譜編寫組.高溫合金金相圖譜［M］.北京：冶金工業(yè)出版社,1979,134-136.
［5］陳潑生.GH4049［M］〃《中國航空材料手冊》編輯委員會(huì).中國航空材料手冊：第2卷.2版.北京：中國 標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002:271-278.
［6］鋼鐵研究總院.航空材料手冊：熱強(qiáng)鋼及合金［M］. 1967:213-221.