一、概述
GH3039為單相奧氏體型固溶強化合金,在800℃以下具有中等的熱強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)動機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 %
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)動機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,使用 性能良好。
二、GH3039 物理及化學(xué)性能
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)動機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,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]
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]
表2-3[1]
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試驗后的氧化速率見表2-4。
2.5.1.2 合金在高溫下長期工作時,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。
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
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實測。
四、GH3039組織結(jié)構(gòu)
4.1 相變溫度
4.2 時間-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℃長期時效或使用后,有M32C6 型碳化物析出,600~700℃時效后析出的碳化物顆粒細小,均勻分布于晶內(nèi)和晶界,時效溫度高于700℃時,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,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)進行中間固溶處理,以消除應(yīng)力。
表5-1[9]
① δ為板厚。
5.2 焊接性能
5.2.1 合金可以用氬弧焊、點焊或縫焊等方法焊接,其焊接性能優(yōu)良,氬弧焊列為額傾向性小。手工氬弧焊(對接)規(guī)范見表
5-2;自動鎢極氬弧焊(對接)規(guī)范見表5-3;點焊規(guī)范見表5-4;縫焊規(guī)范見表5-5。
表5-2[10]
表5-3[10]
表5-4[10]
表5-5[10]
5.2.2 焊接接頭力學(xué)性能見表5-6。
5.3 零件熱處理工藝 零件的中間固溶熱處理溫度為1050℃,空冷;燃燒室零件的最終熱處理溫度為1080℃,空冷。要求之久性 能較高的零件,固溶溫度可提高至1170℃。零件在固溶熱 處理時的保溫時間可根據(jù)厚度選擇5~20min。
表5-6[5]
5.4 表面處理工藝
5.4.1 零件熱處理后的表面氧化皮,可用吹沙或酸洗方法清除。
5.4.2 該合金制燃燒室部件,可在H3PO4-H2SO4-H2O溶液中電解拋光,以改善表面光潔度和使用性能。