GH141-GH4141
一、GH141概述
GH141是是沉淀自己軟化型鎳基易變型高溫硬質鎂合金類，在650～950℃范圍之內內，兼有高的伸展和長久熱易變型比構造和優質的機械性能。考慮到硬質鎂合金類中鋁、鈦、鉬成分較高，鑄錠開坯更很困難，但易變型后的資料兼有合適的可塑性，在熱治理 回火方式下還可以冷成型法，也可實行電焊，電焊控制器件熱治理 時易有應變速率時效性裂縫。硬質鎂合金類的產品有簿板、帶、絲、盤件、環型件、鍛件、棒材、和緊密鑄件等，合適于制造技術在870℃下述請求有高比構造和980℃下述請求的航天科技、航天科技起主觀因素高溫零控制器件。
1.1GH141材料品牌GH141(GH4141)。
1.2GH141同類鋼種UNSN07041，Rene′41，R41，Carpenter41，PYROMET41，UNITEMP41， HynessalloyR41，J1610(）。
1.3GH141建材的技巧原則
Q/3B4060-1992《GH141金屬棒材》
Q/3B4063-1992《GH141合金屬冷軋鋼板帶材》
Q/5B4027-1992《GH141碳素鋼圓餅、環坯、馬蹄形件》
Q/6S1033-1992《中高溫立即擰緊件用GH141合金類棒材》
撫84-13《航天用GH141合金棒材技術條件》
1.4GH141藥劑學完分見表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | B | Fe | Zr | Mn | Si | P | S | Cu | |
不算太不超 | |||||||||||||||
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熱進行處理問責制度見表1-2。
表1-2
種類 | 熱治理 制度的重要性 |
（航空航天）圓餅、環坯、橢圓形件、棒、材料 | 規定Ⅰ:1080℃?10℃,快淬 1120℃?10℃，0.5h,空冷 900℃?10℃,1-4h,空冷 |
（航空工業）棒、盤件 | 規定Ⅱ:1080℃,4h,油冷 760℃，16h,空冷 |
規范標準Ⅲ:1065℃,4h,空冷 760℃，16h,空冷 | |
家具板材 | 標準化Ⅳ:1180℃,30min，空冷 900℃，4h,空冷 |
規范起來Ⅴ:1080℃,隔熱保溫不小于等于2.4min/mm,空冷 760℃，16h,空冷 |
1.6GH141類型標準與出售狀況可帶來種種標準的圓餅、環坯、環狀件、卷板、帶材、棒材、鍛件和緊密鑄件等。產品于固溶狀況訂貨，棒材和鍛件不急熱治理 訂貨。
1.7GH141熔鑄與鑄工流程錳鋼采用了渦流系統光傳器熔鑄、渦流系統光傳器熔鑄加電渣重熔或渦流系統焊弧重熔流程。
1.8GH141應用簡況與唯一性規范該合金類常見適用手工制造中國航空、航天部打火機炎熱高壓承力元器件，如市場主導葉尖、引燃室、渦輪增壓、市場主導器炎熱高壓承力件、軸、盤、葉尖和牢固件等，護墻板激光焊接件熱克服時的應變速率有效期波浪紋，可選取焊前過有效期克服或在焊前把控固溶克服后的降溫線速度的的辦法來克服，焊后再使用準則熱克服。
二、GH141物理及化學性能
2.1GH141性溫能
2.1.1GH141熔融環境溫度區域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線變形彈性系數見圖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體積密度ρ=8.27g/cm3。
2.3GH141電耐磨性δ2mm板的恒溫內阻率見表2-3。
表2-3[3]
的情況 | ρ/(10-6Ω.m) | 狀況 | ρ/(10-6Ω.m) |
熱軋鋼 | 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磁鐵能見表2-4。
表2-4[4]
心態 | 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化學式使用性能
2.5.1GH141能力在的空氣導電介質中的陽極氧化速率單位見表2-5。
表2-5[9]
外面環境 | θ/℃ | 各種不同事件被氧化傳輸速率/(g/(m2?h)) | 外觀狀態下 | θ/℃ | 有所差異時間間隔氧化的效率/(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表層 | 1100 | 0.496 | 0.494 | 0.413 | 0.356 | --- |
三、GH141力學性能
3.1GH141水平標準規范規程的的性能
3.1.1GH141圓餅、環坯、環型件、大棒材標準規則規則的效果見表3-1。
表3-1
原材料規則 | 明細 | 熱加工措施 | 拉申安全性能 | HBS | 耐用性能方面 | |||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ/% | ||||
Q/5B4027-1992 Q/3B4060-1992 | 圓餅、環坯、方形件、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經固件和時長處理后的溫度硬性HRC≥30(HBS≥283)。
3.1.2GH141擰緊件標準化規范的特點見表3-2。
表3-2
用料標淮 | 種類 | 熱正確處理考核機制 | 彎曲使用性能 | 持續效果 | ||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | |||
Q/6S1033-1992 | 加固件 | 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棒材要求指定的使用性能見表3-3。
表3-3
熱外理情況 | θ/℃ | 肌肉拉伸性 | HBS | 沖擊力韌勁 | 持續穩定性 | ||||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | aKV/(kJ/m2) | σ/MPa | t/min | |||
不小于等于 | |||||||||
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實木板材、帶材標準法律規定的機械性能見表3-4。
表3-4
熱辦理問責制度 | 料厚/mm | θ/℃ | 剪切耐熱性 | HRC | ||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | ||||
1080℃，保溫隔熱不乘以2.4min/mm,空冷 | 0.4～2.9 | 20 | ≤1170 | ≤690 | ≥30 | ≤30 |
≥2.9～4.0 | 20 | ≤1240 | ≤795 | ≥30 | ≤30 | |
固溶解決＋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相變熱度合金鋼熱加工處理后，企業中沉淀相的相變熱度規模見表4-1。
表4-1[13]
沉淀相 | γ′ | M6C | M23C6 | MC | μ | σ |
相變溫度范圍之內/℃ | <1052 | 760～1149 | 760～901/982 | 796～1149 | 870～980 | 760～982/1038 |
4.2GH141時間段-體溫-安排轉換的曲線
4.2.1GH141鑄態鋼材拉伸試驗經1180℃,6h,油冷退火后，
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固溶清理后，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，耐熱合金中析晶相
數量的變化見圖4-3。
4.3GH141合金屬類組織性機構機構合金屬類在標準規定熱加工情況的組織性機構除γ基身體外，還出現γ′、M6C、M23C6、MC，法定期限后有μ相溶解。
五、GH141工藝性能與要求
5.1GH141成型效果
5.1.1GH141鋼錠煅造前要開始高溫作業更加均勻化加工處理，煅造高溫室溫為1160～1180℃，終鍛室溫不達不到1000℃。鋼坯切削高溫室溫為1140～1160℃，終軋室溫不達不到1060℃。金屬薄板切削高溫室溫為1140～1160℃，終軋室溫不達不到800℃。
5.1.2GH141冷扎卷板固溶環境的重復變形和杯突特點見表5-1。
表5-1[9]
品種 | 熱處置方式 | 反復不斷地彎折變形多少次 | 杯突厚度/mm |
δ1.5mm帶鋼卷板 | 1180℃，30min，空冷 | 12 | 10.1 |
1180℃，30min，空冷 | 20 | 12.4 |
5.1.3GH141旋壓性能方面生態板材在恢復細晶和較低的氏硬度時極具良好的可旋性。會按照空調溫度彎曲坡面收縮毛孔率φ(%)算出限減薄率φmax(%)=φ(%)/[0.17＋φ(%)]，不同的樣式限減薄率φmax(%)見表5-2。
表5-2[15]
圓錐體形件 | 半圓形件 | 筒形件 | 曲母線 | |
φmax/% | 40 | 35 | 60 | 35 |
5.1.4GH141熱蠕變能
5.1.4.1GH141d22mm軋材熱頂鍛塑性變形變形見表5-3，塑性變形變形圖見圖5-1。
表5-3[2]
實驗熱度/℃ | 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軋材的熱虛擬仿真蠕變檢測結局見表5-4。
5.1.4.3GH141d90mm棒材經1065℃,4h,空冷＋760℃,16h,空冷熱水處理后進行耐低溫伸展試驗檢測，其耐低溫伸展塑形見表5-5。
5.1.5GH141鋁合金再心得圖
5.1.5.1GH141激光加工再析出圖見圖5-2。
5.1.5.2GH141固溶再心得圖見圖5-3。
表5-4[5]
型號 | θ/℃ | 900 | 950 | 975 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1160 | 1200 |
冷去直線 | σ/MPa | 749 | 404 | - | 227 | 206 | 156 | - | 102 | - |
φ/% | 19.9 | 23.6 | 55.4 | 67.4 | 83.1 | 81.1 | - | 53.1 | - | |
受熱斜率 | 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預熱曲線圖以100℃/s預熱到法律法規濕度保溫隔熱100s，以100m/s時速折斷。
表5-5[2]
實驗室檢測溫度表/℃ | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 |
高熱剪切塑型δ/% | 21.8 | 31.8 | 66.6 | 102 | 117 | 108.2 |
5.2GH141氬弧焊安全性能
5.2.1GH141和金可熔焊、粘附焊、釬焊、振動焊。熔焊既能夠用電子器材束不銹鋼補焊制作，也能夠用氬弧焊不銹鋼補焊制作。熔補焊縫在熱治理 時有發生應對時長裂口更行為，為將本身更行為減到小，應在不銹鋼補焊制作前固溶放緩降溫，即1080℃，那么以22℃/min冷去到650℃；另外一只方法是在不銹鋼補焊制作向前行落后長治理 ，即1080℃，30min，以1.7～4.4℃/min冷去到980，4h，以1.7～4.4℃/min冷去到870℃，4h,再以1.7～4.4℃/min冷去到760℃，16h,空冷[1,16～19]。焊后在消減不銹鋼補焊制作地應力和恢愎耐熱性時，應迅速高溫通落后長固化溫暖之間，其實可消減應對時長板材裂紋更行為。在使用細晶、低溶物硫含量低合金鋼，消減機械裝備制作固化，低的不銹鋼補焊制作線電能都可以減小應對時長板材裂紋更行為
5.3GH141配件上的熱加工處工院藝
5.3.1GH141在較低溫度下做工作，讓配件兼有高的延展標準和疲憊使用性能時，比較適合進行1080℃，空冷＋760℃，16h，空冷。
5.3.2GH141對在室溫下的工作，又追求的材料存在高的熱強性時，適當的加熱規程為1180℃，空冷＋900℃，4h，空冷。
5.3.3GH141對的要求焊接工藝的環行件等零發動機零件，安利選擇1120℃，30min，空冷＋900℃，4h，空冷。
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