1、GH4169 概述

該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝特別敏感，掌握合金中向析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能的相互關系，可針對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度級別和使用要求的各種零件。供應的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等?？芍瞥杀P、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結構件、機匣等零部件在航空上長期使用。

1.1 GH4169 材料牌號　　

GH4169(GH169）

1.2 GH4169 相近牌號　　

Inconel718（美國），NC19FeNb(法國）

1.3 GH4169 材料的技術標準　　

GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》 　　

HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》 　　

Q/6S 1034-1992 《高溫緊固件用GH4169合金棒材》 　　

Q/3B 548-1996 《GH4169合金鍛件》 　　

Q/3B 548-1996 《GH4169合金鍛件》 　　

Q/3B 4048-1993 《YZGH4169合金棒材》 　　

Q/3B 4050-1993 《GH4169合金板材》 　　

Q/3B 4051-1993 《GH4169合金絲材》 　　

GB/T14992-2005 《高溫合金》

1.4 GH4169 化學成分　　

該合金的化學成分分為3類：標準成分、優(yōu)質(zhì)成分、高純成分，件表1-1。

優(yōu)質(zhì)成分的在標準成分的基礎上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數(shù)量，減少疲勞源和增強強化相的數(shù)量，提高抗疲勞的含量，提高材料的純度和綜合性能。 　　

核能應用的GH4169合金，需控制硼的含量（其他元素成分不變），具體含量有工序雙方協(xié)商確定。當ω（B）≤0.002%時，為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別，合金牌號為GH4169A。 　　 表1-1

1.5 GH4169 熱處理制度 　　

合金具有不同的熱處理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數(shù)量，從而獲得不同級別的力學性能。合金熱處理制度分3類： 　　

Ⅰ：(1010~1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。 　　

經(jīng)此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內(nèi)均無δ相，存在缺口敏感性，但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。 　　

Ⅱ：(950~980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。 　　

經(jīng)此制度處理后，材料中的δ相較少，能提高材料的強度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。

1.6 GH4169 品種規(guī)格與狀態(tài) 　　

可供應模鍛件（盤、盤整體鍛件）、餅、環(huán)、棒（鍛棒、軋棒、冷拉棒）、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等。交貨狀態(tài)有供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤裝交貨。

1.7 GH4169 熔煉與鑄造工藝 　　

合金的冶煉工藝分為3類：真空感應電渣重熔；真空感應加真空電弧重熔；真空感應加電渣重熔加真空電弧重熔?？筛鶕?jù)零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應用要求。

1.8 GH4169 應用概況與特殊要求 　　

制造航空和航天發(fā)動機中各種靜止件和轉動件，如盤、環(huán)件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃氣導管、密封元件等和焊接結構件；制造何能工業(yè)應用的各種彈性元件和格架；制造石油和化工領域應用的零件及其他零件。 　　

近年來，在對該合金研究不斷深化和對該合金應用不斷擴大的基礎上，為提高質(zhì)量和降低成本，發(fā)展了很多工藝：真空電弧重熔時采用氦氣冷卻工藝，有效的減輕鈮偏析；采用噴射成形工藝生產(chǎn)環(huán)件，降低成本和縮短生產(chǎn)周期；采用超塑成形工藝，擴大產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。

2、 GH4169 物理及化學性能

2.1 GH4169 熱性能 　　

2.1.1 GH4169 熔化溫度范圍1260~1320℃ 　　

2.1.2 GH4169 導熱率見表2-1 表2-1

2.1.3 GH4169 比熱容見表2-2。 　　 表2-2 　

2.1.4 GH4169 線膨脹系數(shù)見表2-3。 表2-3

2.2 GH4169 密度 ρ=8.24g/cm3 2.3 GH4169 電性能  2.4 GH4169 磁能型 　　 合金無磁性 2.5 GH4169 化學性能 　　 2.5.1 GH4169 抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗100h后的氧化速率見表2-4 　　 表2-4

3、 GH4169 工藝性能與要求

3.1 GH4169性能

3.1.1 因GH4169合金中鈮含量高，合金中的鈮偏析成都與冶金工藝直接相關。電渣重熔和真空電弧熔煉的熔煉速度和電極棒的質(zhì)量狀態(tài)直接影響材質(zhì)的優(yōu)劣。熔速快，已形成富鈮的黑斑；熔速慢，會形成貧鈮的白斑；電極棒表面質(zhì)量差和電極棒內(nèi)部有裂紋，均易導致白斑的形成，所以，提高電極棒質(zhì)量和控制熔速及提高鋼錠的凝固速率是冶煉工藝的關鍵因素。為避免鋼錠中的元素偏析過重，至今采用的鋼錠直徑不大于508mm。品均化工藝必須確保鋼錠中的L相完全溶解。鋼錠兩階段均勻化和中間坯二次均勻化處理的時間，根據(jù)鋼錠和中間坯的直徑而定。均勻化工藝的控制與材料中鈮的偏析成都直接相關。 目前生產(chǎn)中采用的1160℃，20h+1180℃，44h的均勻化工藝，尚不足以消除鋼錠中心的偏析， 因此建議采用以下工藝：

1）1150℃~1160℃，20h~30h+1180℃~1190℃，110h~130h； 2）1160℃，24h+1200℃，70h。

3.1.2 經(jīng)均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能。鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。鍛件的鍛造工藝應根據(jù)鍛件使用狀況和應用要求，結合生產(chǎn)廠的條件而定。開坯和生產(chǎn)鍛件時，中間退火溫度和終端溫度必須跟軍零件所需要的組織狀態(tài)和性能來確定，一般情況下，鍛造的終端溫度控制在930℃~950℃之間為宜。個類鍛件的鍛造溫度和變形程度見表5-1 表3-1

GH4169 預熱

工件在加熱之前和加熱過程中都必須進行表面清理，保持表面清潔。若加熱環(huán)境含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬，GH4169合金將變脆。雜質(zhì)來源于做標記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和天然氣的雜質(zhì)含量要低于0.1%，城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3，石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。 加熱的電爐最好要具有較精確的控溫能力，爐氣必須為中性或弱堿性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。

GH4169 熱加工

GH4169合金合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工后應及時退火以保證得到最佳的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。

GH4169 冷加工

冷加工應在固溶處理后進行，GH4169的加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設備應作相應調(diào)整，并且在冷加工過程中應有中間退火過程。

GH4169 熱處理

不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ”相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使GH4169合金獲得最佳的機械性能。

GH4169 打磨

在GH4169工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細砂帶打磨，在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進行鹽浴預處理。

GH4169 機加工

GH4169的機加工需在固溶處理后進行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是， GH4169適合采用低表面切削速度。

GH4169焊接 　　

沉淀硬化型的GH4169合金很適合于焊接，無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強度是這種材料的幾大優(yōu)點。 　　

GH4169適合于電弧焊、等離子焊等。在焊接前，材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號等，焊縫周圍25mm 范圍內(nèi)要打磨露出光亮的金屬。

GH4169 推薦使用的焊接材料： 　　

GTAW/GMAW 　　

Nicrofer S 5219 　　

W.-Nr. 2.4667

SG-NiCr19NbMoTi 　　

AWS A 5.14 ERNiFeCr-2 　　

BS 2901 Part 5: NA 51

4、 GH4169 功能考核試驗

用該合金制造的渦輪盤、甩油盤、整體轉子、軸、緊固件等零件已按照發(fā)動機所用的型號規(guī)范，在發(fā)動機零、部件試驗中通過了超轉、破裂、低循環(huán)疲勞試驗；通過了高空臺試車個長期（壽命）試車及試飛發(fā)射的考核，達到了設計和應用的要求。

5、 GH4169 使用建議

推薦使用，使用中必須避免出現(xiàn)超過材料承受性能的應力集中。

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