效強化的鎳基高溫合金
一、概述
GH4145 合金主要是以γ"[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進行時效強化的鎳基高溫合金，在980℃以下具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能，800℃以下具有較高的強度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發動機在800℃以下工作并要求強度較高的耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機渦輪葉片等零件。可供應的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環形件、絲材和管材。
[1]?
1.1、材料牌號 GH4145（GH145）
1.2、相近牌號
Inconel X-750(美國）,NiCr15Fe7TiAl(德國),NC15FeTNbA(法國),NCF750（日本）
1.3、材料的技術標準
Q/3B 4088-1994《GH4145合金毛細管材》
Q/3B 4098-1995《GH4145合金絲材》
Q/3B 4198-1993《GH4145合金冷軋板材、帶材》
1.4、化學成分
表1-1
| C |
Cr |
Ni+Co |
Al |
Ti |
Fe |
Nb+Ta |
| ≤0.08 |
14.0～17.0 |
≥70.0 |
0.40～1.00 |
2.25～2.75 |
5.00～9.00 |
0.70～1.20 |
| Co |
Mn |
Si |
S |
Cu |
P |
| ≤1.00 |
≤1.00 |
≤0.50 |
≤0.010 |
≤0.50 |
≤0.015 |
注：表中Mn、Si為棒、鍛件、環形件和絲材含量，板材、帶材和管材為：Mn≤0.35%,Si≤0.35%。
1.5、熱處理制度
板、帶、管材供應狀態的固溶熱處理制度980℃±15℃，空冷。材料及零件的中間熱處理制度，可分別選擇下列工藝進行熱處理。
退火：955～1010℃，水冷。
焊接件焊接前退火：980℃，1h。
焊接件消除應力退火：900℃,保濕2h。
消除應力退火：885℃±15℃，24h,空冷。
1.6、品種規格與供應狀態
?
可以供應各種規格的棒材、鍛件、環形件、熱軋板、冷軋板、帶材、管材和絲材。
板材和帶材一般于熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光后供應。
棒材、鍛件和環形件可于鍛態或熱軋狀態供應；也可于鍛后固溶處理供應；棒材可于固溶后磨光或車光供應，當訂單有要求時，可于冷拉狀態就位。
絲材可于固溶狀態供應；對于標稱直徑或厚度在6.35mm以下的絲材，可固溶后并以50%～65%的冷拉變形供應；標稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，固溶處理后以不小于30%的冷拉變形供應。對于標稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，根據要求固溶處理后以不小于15%的冷拉變形供應。
[1]?
1.7、熔煉與鑄造工藝
? 合金采用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應加真空自耗重熔。
1.8、應用概況與特殊要求
該合金主要用于制造航空發動機工作溫度在540℃以下的耐腐蝕的平面波形彈簧、周向螺旋彈簧、螺旋壓簧、彈簧卡圈和密封圈等零件。
二、物理及化學性能
2.1、熱性能
2.1.1、熔化溫度范圍
? 1395～1425℃
2.1.2、熱導率
見表2-1
| θ/℃ |
50 |
100 |
300 |
500 |
900 |
| λ/（W/（m·C）） |
14.7 |
15.9 |
20.1 |
25.1 |
37.3 |
2.1.3、GH4145(GH145)線膨脹系數 見表2-2
| θ/℃ |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
| α/10-6C-1 |
13.1 |
13.5 |
14.1 |
14.4 |
15.0 |
15.6 |
16.2 |
2.2、密度
ρ=8.25g/cm3
2.3、電性能
?50℃時的電阻率ρ=1.22*10-6Ω.m
3、金相組織結構
?合金標準熱處理狀態的組織由γ基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ'[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成，γ'含量大約為14.5%，是合金的主要強化相。
4、工藝性能與要求
1、合金的鍛造溫度在1220～950℃之間均易成形。該合金在劇烈成形工序后就進行固溶處理。
2、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。
3、合金具有較好的焊接性能，可進行各種焊接。焊接后進行時效處理可獲得近似完全熱處理狀態的強度。
4、零件熱處理就在無硫的中性或還原性氣氛中進行，以免發生硫化。
