GH 4099镍基时效高温合金材料

作者：admin 发布时间：2022-05-11 16:58点击：

GH 4099（GH99）。
相近牌号 37693，XH68MBkTIOP（俄罗斯）。

GH4099是一种以γ'相为主要强化相的沉淀强化型镍基高温合金。该合金中含有质量分数为19%的Cr元素,因此具有优异的耐腐蚀性能。此外,合金中Co、Mo、W元素的质量分数之和达到16%,这些元素除了有明显的固溶强化作用外,还可在很大程度上提高合金的高温使用性能,使GH4099合金的最高使用温度可高达1000 ℃左右。此外,该合金中Al、Ti元素的质量分数之和超过3%,这使得该合金经时效处理后,γ'相Ni3(Al,Ti)在基体中均匀弥散地析出,显著提高了合金的力学性能,因此该合金已广泛应用于航空航天发动机、燃气轮机的热端部件(发动机的燃烧室及叶片等零部件以及高性能车用动力总成的关键零部件.
GH4099高温合金化学成分

GH4099高温合金化学成分
Cr	Ni	Co	W	Mo	Al
17~20	余	5.0~8.0	5.0~8.0	3.5~4.5	1.7~2.4
Ti	C	Fe	Ce	Mg	Mn
Ti	C	不大于
1.0~1.5	≤ 0.08	2	0.02	0.01	0.4
Si	P	S	B
0.5	0.015	0.015	0.005

GH4099合金
零部件的传统加工方法主要是锻造和机械加工。由于该合金零部件的几何形状复杂,因此采用传统的加工工艺无法实现其复杂的结构设计,且传统加工过程会造成大量的材料浪费。此外,部分零部件之间以焊接的方式连接,降低了材料的使用性能,使得材料的潜力不能被充分发掘出来。激光增材制造技术是一种先进的制造方法,与传统的加工工艺相比具有以下优点:零部件成形过程中不需要模具,成形零部件结构复杂,生产周期短,材料利用率高,成形的部分零部件具有优异的力学性能。GH4099合金是时效强化镍基高温合金,通过适当的热处理工艺可以优化该合金的组织,从而显著提高它的力学性能.主要产品有板材和丝材，也可生产棒材和锻件。

激光增材制造GH4099
合金沉积态的组织主要由外延生长的柱状晶组成,晶粒内部由细小的柱状枝晶亚结构组成。由于发生溶质偏析,枝晶间存在大量的γ-γ'共晶相,层与层之间有明显的层带组织。高温固溶处理后,发生了静态再结晶,晶粒形态发生了明显变化,粗大的外延生长的柱状晶转变为较细小的等轴晶,且层带组织和晶内枝晶亚结构消失;晶粒内部存在大量的退火孪晶,初生γ'相发生了明显的回溶;时效处理后,在γ基体上析出大量纳米尺度的次生γ'相。沉积态试样经过固溶处理后发生了静态再结晶,晶粒内部位错密度明显下降,而且形成了大量的退火孪晶,导致固溶态试样具有最高的塑性和较低的屈服强度,固溶-时效态试样基体上析出了大量纳米尺度的次生γ'相,其可在变形过程中有效阻碍位错运动,使固溶-时效态合金具有良好的综合力学性能。

热处理制度
板材经1120～1160C，空冷处理;焊丝经1100～1140℃，空冷处理。国外相似合金板材供应状态经 1080～1100℃，水冷或空冷处理，然后再经 900C时效 5h或 800C时效8h处理。1.6 品种规格与供应状态供应 δ0.8～4.0mm 的冷轧薄板和 d0.3～10mm 的冷拉丝材，均于固溶处理和碱酸洗后供应。
熔炼与铸造工艺
合金采用真空感应熔炼加电渣重熔工艺生产。
应用概况与特殊要求
用该合金板材制成的航空发动机加力可调喷口壳体，已经过长期使用考核，并投入批量生产，可减轻发动机重量和延长使用寿命。

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