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GH4738

一、概述

GH4738是以γ′相沉淀硬化的鎳基高溫合金，具有良好的耐燃?xì)飧g能力、較高的屈服強(qiáng)度和疲勞性能，工藝塑性良好，組織穩(wěn)定。廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，使用溫度不高于815℃?？梢陨a(chǎn)冷軋和熱軋板材、管材、帶材、絲材和鍛件、鑄件、緊固件。

1.1 GH4738材料牌號  GH738

1.2 GH4738相近牌號  Waspaloy(美國)，NC20K14(法國)

1.3 GH4738材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

Z9-0106-1986《渦軸八用GH4738合金棒材暫行技術(shù)條件》

Q/6S1035-1992《高溫緊固件用GH4738合金棒材》

協(xié)上五高09-1986《GH4738合金煙氣機(jī)盤試制技術(shù)條件》(上鋼五廠)

1.4 GH4738化學(xué)成分  見表1-1。

1.5 GH4738熱處理制度 1080℃±10℃，4h，空冷＋840℃，24h，空冷＋760℃，16h，空冷。

1.6 GH4738品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可生產(chǎn)棒材、型材、鍛坯、環(huán)形件、厚板、薄板、帶材、管材、絲材、砂型鑄件、精密鑄件和緊固件等，通常不經(jīng)熱處理交貨，板材固溶處理后交貨。

1.7 GH4738熔煉和鑄造工藝 采用真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔工藝。

1.8 GH4738應(yīng)用概況與特殊要求 該合金在國外廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，主要用作渦輪葉片及渦輪盤等轉(zhuǎn)動(dòng)件，有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)。由于該合金含鈷較高，在國內(nèi)較少采用。

二、GH4738物理及化學(xué)性能

2.1 GH4738熱性能

2.1.1 GH4738熔化溫度范圍 1330～1360℃。

2.1.2 GH4738熱導(dǎo)率 見表2-1。

2.1.3 GH4738比熱容 見表2-2。

2.1.4 GH4738線膨脹系數(shù) 見表2-3。

2.2 GH4738密度  ρ=8.22g/cm3。

2.3 GH4738電性能 

2.4 GH4738磁性能  合金無磁性。 

2.5 GH4738化學(xué)性能

2.5.1 GH4738抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見表2-4。 

2.5.2 GH4738耐腐蝕性能 合金抗鹽霧腐蝕能力良好。

三、GH4738力學(xué)性能

3.1 GH4738技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見表3-1。

四、GH4738組織結(jié)構(gòu)

4.1 GH4738相變溫度 合金中γ′相的溶解溫度為980～1050℃，開始從基體中析出溫度為630℃，析出峰值溫度為800℃。合金中M23C6碳化物相的開始析出溫度為700℃，完全溶解溫度為1020℃。    

4.2 GH4738時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 GH4738合金組織結(jié)構(gòu) 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，除奧氏體基體外，還有γ′相，其化學(xué)式為(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039

)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕跡)，該相總量占合金重量的20%。此外，還有M23C6型碳化物，其化學(xué)式近似為(Cr0.746Mo0.094

Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外，還有少量的Ti(CN)和TiN等相。

該合金經(jīng)650℃和730℃長期時(shí)效至3000h，γ′相的數(shù)量變化不明顯，分別約有3%和1%左右的補(bǔ)充析出，γ′相大小分別從146nm長大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6轉(zhuǎn)化，碳化物總量略有增加，從時(shí)效前占基體總量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在長期時(shí)效過程中無新相析出，組織穩(wěn)定。

五、GH4738工藝性能與要求

5.1 GH4738成型性能

5.1.1 GH4738合金塑性圖見圖5-1。

5.1.2 GH4738合金的再結(jié)晶圖見圖5-2。

5.1.3 GH4738該合金熱加工塑性良好，是比較好成形的鎳基高溫合金。鍛造開坯加熱溫度1150～1170℃，適宜的熱加工溫度為1040～1170℃，終鍛溫度不低于1000℃。渦輪葉片鍛造溫度通常采用1070～1110℃范圍，模鍛最小變形量應(yīng)大于25%。應(yīng)避免在高溫（1180℃）下小變形量（約10%）熱加工，此時(shí)可能在晶界上形成連續(xù)的MC型碳化物薄膜，導(dǎo)致缺口敏感。在較低溫度下（980～1080℃）熱變形，晶界上很少形成MC碳化物薄膜，只有不連續(xù)的M23C6型碳化物，熱處理后可獲得均勻的4～5級晶粒度，綜合性能良好。

5.3 GH4738零件熱處理工藝 零件熱處理時(shí)應(yīng)注意防止零件表面元素貧化，加熱應(yīng)均勻。

5.4 GH4738表面處理工藝 該合金用做渦輪葉片和渦輪盤等轉(zhuǎn)動(dòng)件時(shí)，為了提高疲勞性能，進(jìn)行氬氣保護(hù)消除應(yīng)力退火，以及噴丸處理。為提高渦輪葉片耐燃?xì)飧g及熱疲勞性能，可進(jìn)行擴(kuò)散滲鋁處理。

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