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GH3039(GH39)

一、GH3039 概述

    GH3039為單相奧氏體型固溶強(qiáng)化合金,在800℃以下具有中等的熱強(qiáng)性和良好的熱疲勞性能,1000℃以下抗氧化性能良好。長期使用組織穩(wěn) 定,還具有良好的冷成形性和焊接性能。適宜于850℃以下長期使用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和加力燃燒室零部件。該合金可以生產(chǎn)板材、棒材、絲材、管材和鍛件。

1.1 GH3039 材料牌號  GH3039(GH39)

1.2 GH3039 相近牌號  ЭИ602,ХН75МБГЮ(俄羅斯)

1.3 GH3039 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

    GJB 1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規(guī)范》

    GJB 2297-1995《航空用高溫合金冷拔(軋)無縫管規(guī)范》

    GJB 2612-1996《航空用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》

    GJB 3165-1998《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范》

    GJB 3317-1998《航空用高溫合金熱軋板規(guī)范》

    GJB 3318-1998《航空用高溫合金冷軋帶材規(guī)范》

    GB/T15062-1994《一般用途高溫合金管》

1.4 GH3039 化學(xué)成分  見表1-1。                                                                                               

表1-1 %

C Cr Ni Mo Al Ti Nb Fe Mn Si P S
不大于
≤0.08 19.0~22.0 1.80~2.30 0.35~0.75 0.35~0.75 0.90~1.30 3 0.4 0.8 0.02 0.012

    注:1.合金中允許有Ce存在。

        2.合金中ω(Cu)=0.20%。                                     

1.5 GH3039 熱處理制度 熱軋及冷軋板材和帶材固溶處理:1050~1090℃,空冷。棒材及管材固溶處理:1050~1080℃,空冷或水冷。

1.6 GH3039 品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)各種規(guī)格的熱軋板、冷軋板、帶材、棒材、絲材、管材、和鍛件。板材、帶材和管材固溶處理和酸洗后交貨。絲材于冷加工狀態(tài)或固溶狀態(tài)供應(yīng)棒材不熱處理交貨。

1.7 GH3039 熔煉和鑄造工藝 合金采用電弧爐熔煉、電弧爐或非真空感應(yīng)爐加電渣重熔或真空電弧重熔以及真空感應(yīng)爐加電渣或真空電弧重熔工藝。

1.8 GH3039 應(yīng)用概況與特殊要求 用該合金材制作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室及加力燃燒室零部件,經(jīng)過長期的生產(chǎn)和使用考驗(yàn),使用性能良好。

二、GH3039 物理及化學(xué)性能

2.1 GH3039 熱性能

2.1.1 GH3039 熱導(dǎo)率 見表2-1。

表2-1[1]

θ/℃

100

200

300

400

500

600

700

800

900

λ/(W/(m·℃))

13.8

15.5

17.2

18.8

20.5

21.8

23.4

25.1

26.8

2.1.2 GH3039 比熱容 見表2-2。  

2.1.3 GH3039 線膨脹系數(shù) 見表2-3。

表2-2[1]

θ/℃

150

200

300

400

500

600

700

800

c/(J/(kg.K))

544

574

636

645

762

779

921

1047

表2-3[1]

θ/℃

20~100

20~200

20~300

20~400

20~500

20~600

20~700

20~800

20~900

20~1000

α/10-6℃-1

11.5

12.4

13.2

13.5

13.8

14.3

14.9

15.3

15.8

16.4

2.2 GH3039密度  ρ=8.3g/cm3。

2.3 GH3039電性能 室溫電阻率ρ=1.18×10-6Ω·m。

2.4 GH3039磁性能  合金無磁性。 

2.5 GH3039化學(xué)性能

2.5.1 GH3039抗氧化性能 

2.5.1.1 GH3039在空氣介質(zhì)中經(jīng)100h試驗(yàn)后的氧化速率見表2-4。

1

2.5.1.2 合金在高溫下長期工作時(shí),有產(chǎn)生沿晶界氧化的傾向。在900~1100℃暴露100h后的沿晶氧化深度見表2-5。

2.5.1.3 合金在高溫下100h內(nèi)的氧化增重

見圖2-1。

表2-4[2]

θ/℃

900

1000

1100

1200

氧化速率/(g/(m2· h))

0.074

0.251

0.535

1.061

表2-5[2]

θ/℃

900

1000

1100

沿晶界氧化深度/mm

0.020

0.052

0.068

三、GH3039力學(xué)性能

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的力學(xué)性能見表3-1。

表3-1

標(biāo)準(zhǔn)號

品種

室溫拉伸性能

800℃拉伸性能

σb/MPa

δ5/%

φ/%

σb/MPa

δ5/%

φ/%

GJB 1952-1994

冷軋板

735

40

-

245

40

-

GJB 2297-1995

航空用管

685①

40①

-

245

40

-

GJB 3165-1998

棒材

735

40

-

245

40

40

GJB 3317-1998

熱軋板

735

40

45

245

40

50

GJB 3318-1998

冷軋帶

735②

40①

-

-

-

-

GB/T 15062-1994

一般用管

635

35

-

-

-

-

注:①外徑>30mm,壁厚>3.0mm管材室溫σb≥635MPa,δ5≥30%。

    ②δ≤0.25mm帶材的室溫σb≥660MPa,δ5實(shí)測。

四、GH3039組織結(jié)構(gòu)

4.1 相變溫度 

4.2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 

4.3 合金組織結(jié)構(gòu) 

4.3.1 合金固溶狀態(tài)為單相奧氏體,并含有少量的Ti(CN)、NbC及M32C6碳化物。經(jīng)600~900℃長期時(shí)效或使用后,有M32C6型碳化 物析出,600~700℃時(shí)效后析出的碳化物顆粒細(xì)小,均勻分布于晶內(nèi)和晶界,時(shí)效溫度高于700℃時(shí),主要沿晶界析出并聚集長大。合金中不形成有害相, 組織穩(wěn)定性較好。

4.3.2 冷軋薄板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,供應(yīng)狀態(tài)晶粒度的要求為5~8級。

五、GH3039工藝性能與要求

5.1 成型性能

5.1.1 鍛造 合金具有良好的熱加工工藝塑性,變形性能良好。鍛造加熱溫度1170~1190℃,終鍛溫度不低于900℃,一次加熱的變形量為50%。

5.1.2 軋制 板材荒軋溫度1100~1140℃,精軋溫度1050~1100℃,終軋溫度不低于850℃。經(jīng)電渣或真空自耗重熔的合金軋制時(shí),精軋溫度應(yīng)稍低于電弧爐熔煉的合金。熱軋終軋道次變形量應(yīng)不低于13%,薄板冷軋變形量30%~55%。

5.1.3 沖壓性能 供應(yīng)狀態(tài)薄板具有良好的沖壓習(xí)慣你能,沖壓的極限系數(shù)見表5-1,一般工作系數(shù)為極限系數(shù)的80%~90%。供應(yīng)狀態(tài)δ1.5mm 薄板反復(fù)彎壓至斷裂次數(shù)為20~29次;杯突試驗(yàn)深度為10.7~12.0mm。δ8.5mm熱軋中板經(jīng)深沖后應(yīng)立即(不得超過12h)進(jìn)行中間固溶處 理,以消除應(yīng)力。

表5-1[9]

極限深沖系數(shù)

極限翻邊系數(shù)

極限壓窩系數(shù)

最小彎曲半徑

平頭陽模

球頭陽模

2.10~2.14

1.85~2.00

0.30~0.33

0.45~0.53

1δ①

 

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