GH141-GH4141
一、GH141概述
GH141是是凝固通戶型鎳基變化高的溫度不銹鋼，在650～950℃空間內，還具備高的拉伸形變和耐用脆性斷裂標準和很好的功能。隨著不銹鋼中鋁、鈦、鉬硫含量較高，鑄錠開坯很難，但變化后的食材還具備最合適的彈塑性，在退火工藝程序下可能冷擠壓鑄造，也可展開氬弧焊，氬弧焊零零件熱辦理時易生成應力時長裂口。不銹鋼的新品種有簿板、帶、絲、盤件、環型件、鍛件、棒材、和高精度鑄件等，適宜于營造在870℃下類條件有高標準和980℃下類條件的中國航空、航天科技發起機高的溫度零零零件。
1.1GH141材質鋼種GH141(GH4141)。
1.2GH141相進鋼材型號UNSN07041，Rene′41，R41，Carpenter41，PYROMET41，UNITEMP41， HynessalloyR41，J1610(）。
1.3GH141文件的技術設備規范標準
Q/3B4060-1992《GH141碳素鋼棒材》
Q/3B4063-1992《GH141各種合金冷扎帶材》
Q/5B4027-1992《GH141合金鋼圓餅、環坯、環狀件》
Q/6S1033-1992《高溫加固件用GH141和金棒材》
撫84-13《航天用GH141合金棒材技術條件》
1.4GH141催化組成成分見表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | B | Fe | Zr | Mn | Si | P | S | Cu | |
不多于 | |||||||||||||||
0.06～0.12 | 18.0～20.0 | 余 | 10.0～12.0 | 9.00～10.50 | 1.40～1.80 | 3.00～3.50 | 0.003～0.010 | 5.00 | 0.07 | 0.50 | 0.50 | 0.015 | 0.015 | 0.50 | |
注：航天用材可加入ω（Mg)<0.05%和ω(La)<0.035%。
1.5GH141熱加工處理措施見表1-2。
表1-2
蔬菜品種 | 熱治理體系 |
（航空公司）圓餅、環坯、馬蹄形件、棒、家具板材 | 規范化Ⅰ:1080℃?10℃,快淬 1120℃?10℃，0.5h,空冷 900℃?10℃,1-4h,空冷 |
（航空工業）棒、盤件 | 原則Ⅱ:1080℃,4h,油冷 760℃，16h,空冷 |
標準化Ⅲ:1065℃,4h,空冷 760℃，16h,空冷 | |
板料 | 規程Ⅳ:1180℃,30min，空冷 900℃，4h,空冷 |
標準化Ⅴ:1080℃,恒溫不需小于2.4min/mm,空冷 760℃，16h,空冷 |
1.6GH141產品產品品種與制造的情形可提供數據種種產品品種的圓餅、環坯、環行件、卷板、帶材、棒材、鍛件和精密儀器鑄件等。石材于固溶的情形交期，棒材和鍛件不急熱操作交期。
1.7GH141鍛煉與鑄工工序合金鋼主要采用重力作用體泵感性鍛煉、重力作用體泵感性鍛煉加電渣重熔或重力作用體泵脈沖重熔工序。
1.8GH141大量應用簡介與特定必須該合金屬大量用以制做國際航空、航空工業發起機溫度承力零組件，如主導葉尖、引燃室、鍋輪、主導器溫度承力件、軸、盤、葉尖和加固件等，墻板激光焊接件熱加工加工時的應對時效性磨痕，可運用焊前顯舊效性加工加工或在焊前設定固溶加工加工后的冷確速度慢的技巧來處置好，焊后再開展細則熱加工加工。
二、GH141物理及化學性能
2.1GH141溫性能
2.1.1GH141熔解溫差範圍1316～1371℃[2]。
2.1.2GH141熱導率見圖2-1。
表2-1[2]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(m?℃)) | 8.37 | 10.47 | 12.56 | 15.07 | 17.17 | 19.56 | 21.35 | 23.45 | 25.96 |
2.1.3GH141線回縮指數公式見圖2-2。
表2-2[2]
θ/℃ | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～900 |
α1/10-6℃-1 | 10.54 | 11.69 | 12.24 | 12.78 | 13.08 | 13.48 | 14.21 | 14.97 | 15.91 |
2.2GH141比熱容ρ=8.27g/cm3。
2.3GH141電性能方面δ2mm護墻板的空調溫度電容率見表2-3。
表2-3[3]
方式 | ρ/(10-6Ω.m) | 壯態 | ρ/(10-6Ω.m) |
冷軋 | 1.31 | 1175℃,0.5h,空冷 | 1.33 |
1065℃,4h,空冷 | 1.25 | 1175℃,0.5h,空冷 900℃,4h,空冷 | 1.34 |
1065℃,4h,空冷 760℃,16h,空冷 | 1.27 |
2.4GH141吸引力能見表2-4。
表2-4[4]
工作狀態 | 20℃下300Οe時的磁導率/(H/m) |
1065℃,4h,空冷 760℃,16h,空冷 | ＜1.002 |
1175℃,0.5h,空冷 900℃,4h,空冷 | ＜1.002 |
2.5GH141檢查是否使用性能
2.5.1GH141使用性能在空氣中物料中的防氧化效率見表2-5。
表2-5[9]
表面上心態 | θ/℃ | 不同的時候氧化的傳輸速度/(g/(m2?h)) | 表面上壯態 | θ/℃ | 其他時間段硫化傳送速度/(g/(m2?h)) | ||||||||
25h | 50h | 75h | 100h | 200h | 25h | 50h | 75h | 100h | 200h | ||||
磨光 | 900 | 0.240 | 0.150 | 0.120 | 0.095 | 0.066 | 磨光 | 1100 | 1.360 | 0.870 | 0.750 | 0.680 | 0.490 |
磨光 | 1000 | 0.610 | 0.410 | 0.320 | 0.260 | 0.182 | W-2涂膜 | 1100 | 0.496 | 0.494 | 0.413 | 0.356 | --- |
三、GH141力學性能
3.1GH141技術設備要求約定的安全性能
3.1.1GH141圓餅、環坯、環型件、大棒材標準單位規定標準的性能指標見表3-1。
表3-1
建材標準單位 | 品種 | 熱整理制度的重要性 | 延展穩定性 | HBS | 堅持下去機械性能 | |||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ/% | ||||
Q/5B4027-1992 Q/3B4060-1992 | 圓餅、環坯、橢圓形件、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環形件經退火處理后的室溫硬度HBS≤363。
2經固件和時限加工處理后的室內溫度抗拉強度HRC≥30(HBS≥283)。
3.1.2GH141牢固件原則規定標準的耐腐蝕性見表3-2。
表3-2
材質標準 | 新品種 | 熱除理方式 | 拉伸彈簧耐磨性 | 耐用機械性能 | ||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | |||
Q/6S1033-1992 | 鎖固件 | 冷拉后1080℃?10℃，快淬＋1120℃?10℃，30min，空冷＋900℃?10℃，4h，空冷 | 20 | ≥1070 | - | ≥8 | ≥10 | 730 | 586 | ≥30 |
760 | ≥870 | - | ≥8 | ≥10 | ||||||
3.1.3GH141d90mm棒材標準的相關規定的耐磨性見表3-3。
表3-3
熱處里狀態下 | θ/℃ | 熱塑耐腐蝕性 | HBS | 挑戰耐磨性 | 長時間性 | ||||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | aKV/(kJ/m2) | σ/MPa | t/min | |||
不少于 | |||||||||
1065～1080℃,4h,油冷或空冷＋760℃,16h,空冷 | 20 | 1175 | 880 | 12 | 12 | 340 | 147 | ||
800 | 735 | 635 | 15 | 20 | - | 588 | 90 | ||
3.1.4GH141石材、帶材標準行業標準行業標準的特點見表3-4。
表3-4
熱解決方式 | 體積尺寸/mm | θ/℃ | 熱塑的性能 | HRC | ||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | ||||
1080℃，隔熱保溫不需小于2.4min/mm,空冷 | 0.4～2.9 | 20 | ≤1170 | ≤690 | ≥30 | ≤30 |
≥2.9～4.0 | 20 | ≤1240 | ≤795 | ≥30 | ≤30 | |
固溶治理 ＋760℃，16h，空冷 | ≤0.50 | 20 | ≥1105 | ≥825 | ≥6 | ≥35 |
760 | ≥895 | ≥760 | ≥3 | - | ||
>0.50 | 20 | ≥1170 | ≥895 | ≥10 | ≥35 | |
760 | ≥965 | ≥760 | ≥3 | - | ||
四、GH141組織結構
4.1GH141相變平均高溫各種合金熱補救后，組織結構中揮發相的相變平均高溫范圍圖見表4-1。
表4-1[13]
溶解相 | γ′ | M6C | M23C6 | MC | μ | σ |
相變環境溫度領域/℃ | <1052 | 760～1149 | 760～901/982 | 796～1149 | 870～980 | 760～982/1038 |
4.2GH141日期-室溫-機構轉為弧線
4.2.1GH141鑄態制樣經1180℃,6h,散熱回火后，
再在不同溫度保濕1h，析出相數量和溫度的關系見圖
4-2。
4.2.2GH141經1200℃,2h固溶凈化處理后，再在760
～1200℃時效2～96h,析出相數量和時效溫度的關系
見圖4-2。
4.2.3GH1415000h追訴時效后，鋁合金中進行析出相
數量的變化見圖4-3。
4.3GH141錳鋼組織結構性空間結構錳鋼在條件熱治療情況的組織結構性除γ基身體之外，還發生γ′、M6C、M23C6、MC，限期后有μ相溶解。
五、GH141工藝性能與要求
5.1GH141擠壓鑄造能
5.1.1GH141鋼錠鍛壓前須開展耐高溫均化進行處理，鍛壓煮沸熱度為1160～1180℃，終鍛熱度不降到1000℃。方坯切削煮沸熱度為1140～1160℃，終軋熱度不降到1060℃。簿板切削煮沸熱度為1140～1160℃，終軋熱度不降到800℃。
5.1.2GH141帶鋼金屬薄板固溶的情形的總是微彎和杯突效果見表5-1。
表5-1[9]
品種 | 熱凈化處理制度管理 | 老是回彎2次 | 杯突深淺/mm |
δ1.5mm冷軋鋼卷板 | 1180℃，30min，空冷 | 12 | 10.1 |
1180℃，30min，空冷 | 20 | 12.4 |
5.1.3GH141旋壓能力原材料在實現細晶和較低的光潔度時體現了較好的可旋性。結合環境溫度拉伸彈簧橫斷面回縮率φ(%)算出限減薄率φmax(%)=φ(%)/[0.17＋φ(%)]，很多圖型限減薄率φmax(%)見表5-2。
表5-2[15]
圓錐形形件 | 半球型件 | 筒形件 | 曲母線 | |
φmax/% | 40 | 35 | 60 | 35 |
5.1.4GH141熱固型變形能
5.1.4.1GH141d22mm軋材熱頂鍛蠕變材料見表5-3，蠕變材料圖見圖5-1。
表5-3[2]
試驗裝置水溫/℃ | 900 | 950 | 970 | 980 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1170 | 1200 |
ε限max/% | 14.6 | 29.3 | 43 | 43.8 | 75.3 | 81.8 | 78.2 | 70 | 75.5 | 36 |
ε刮痕min/% | 23.4 | 44 | 51 | 61.5 | >75.3 | >81.8 | 80.6 | 78.3 | 76 | 41 |
5.1.4.2GH141d22mm軋材的熱虛擬仿真延性做實驗的時候結論見表5-4。
5.1.4.3GH141d90mm棒材經1065℃,4h,空冷＋760℃,16h,空冷暖加工處理后進行高的溫度環境伸拉疲勞試驗，其高的溫度環境伸拉可塑性見表5-5。
5.1.5GH141合金屬再晶體圖
5.1.5.1GH141加工處理再成果圖見圖5-2。
5.1.5.2GH141固溶再結晶體圖見圖5-3。
表5-4[5]
品類 | θ/℃ | 900 | 950 | 975 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1160 | 1200 |
空氣冷卻身材曲線 | σ/MPa | 749 | 404 | - | 227 | 206 | 156 | - | 102 | - |
φ/% | 19.9 | 23.6 | 55.4 | 67.4 | 83.1 | 81.1 | - | 53.1 | - | |
熱處理加熱弧線 | σ/MPa | 739 | 688 | 599 | 484 | 255 | 229 | 191 | - | 0 |
φ/% | 34.9 | 49.6 | 68.3 | 82.7 | 91.7 | 86.4 | 62.9 | - | 0 |
注：1冷卻曲線以100℃/s加熱到1160℃保溫處理后，隨爐冷卻到規定溫度再保溫100s，以100m/s速度拉斷。
2受熱申請這類卡種曲線提額以100℃/s受熱到規范室內溫度保熱100s，以100m/s訪問速度拉壞。
表5-5[2]
應力測試體溫/℃ | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 |
低溫拉伸彈簧塑性變形δ/% | 21.8 | 31.8 | 66.6 | 102 | 117 | 108.2 |
5.2GH141手工焊接耐熱性
5.2.1GH141合金材料可熔焊、擴散作用焊、釬焊、摩擦力焊。熔焊既該用電子無線束電弧補焊，也該用氬弧焊電弧補焊。熔焊道在熱治理 時有生產應力速率速率法定期限紋裂人格缺陷，為將這些人格缺陷減到小，應在電弧補焊前固溶較慢固溶除理，即1080℃，那么以22℃/min待降溫水到650℃；同一具體辦法是在電弧補焊向前走行過法定期限治理 ，即1080℃，30min，以1.7～4.4℃/min待降溫水到980，4h，以1.7～4.4℃/min待降溫水到870℃，4h,再以1.7～4.4℃/min待降溫水到760℃，16h,空冷[1,16～19]。焊后在消減電弧補焊應力應力速率和恢復正常效果時，應高效熱處理用法定期限硬度高溫區間車，這類可消減應力速率速率法定期限裂縫人格缺陷。食用細晶、低溶物硫含量原材質，消減機誡生產制造硬度，低的電弧補焊線能量是什么也行減少應力速率速率法定期限裂縫人格缺陷
5.3GH141零配件熱治工院藝
5.3.1GH141在較溫度過低度下作業，需要工件兼備高的拉伸彈簧標準和疲勞過度功能時，分享運用1080℃，空冷＋760℃，16h，空冷。
5.3.2GH141對在低溫下工做，又規范性板材還具有高的熱強性時，不適合的熱正確處理規范性為1180℃，空冷＋900℃，4h，空冷。
5.3.3GH141對必須電焊焊接的馬蹄形件等零零配件，最新推薦利用1120℃，30min，空冷＋900℃，4h，空冷。
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