GH2901特性及性能 线膨胀

时间：2023-03-22作者：上海威励金属集团有限公司浏览：24

GH901(GH2901）Incoloy901/Nimonic901/Z8NCDT42/2.4662
GH901(GH2901）奥氏体型时效硬化高温合金
GH901 热处理制度
1090℃±10℃，2～3h，水冷或油冷+775℃±5℃，4h，空冷+700～720℃，24h，空冷。
GH901 品种规格与状态
各种盘形锻件、轧环件、棒材及其他锻件。状态可经热处理或不经热处理。
GH901 熔炼与铸造工艺
合金采用真空感应加真空电弧重熔的双联工艺生产，也可采用真空感应加电渣重熔工艺。
GH901 应用概况与特殊要求
该合金在国外广泛用于航空发动机及地面燃气涡轮上在650℃以下工作的转动件和紧固件，使用寿命较长。国内也已在航空发动机上使用，是经过使用考验的成熟合金。
合金锻造进，若工艺参数选择或操作不当时，其性能会显示明显的方向性，并可能引起缺口敏感，但只要严格工艺，就不会出现此现象。该合金膨胀系数接近铁素体型热强合金钢，使得两种材料能够连接面对热账没有特殊规定。
1.1、GH901 材料型号
GH901(GH2901）
1.2、GH901 相近型号
Incoloy901(美国),Nimonic901(英国),Z8NCDT42(法国)，2.4662(德国)
1.3、GH901 材料的技术标准
WS9-7029坯-1996《GH901合金轴用棒材》
WS9-7029盘坯-1996《GH901合金转动件用饼坯》
WS9-7029锻件-1996《GH901合金盘、轴锻件》
WS9-7031-1996《GH901合金热轧和锻制棒材》
WS9-7031环坯-1996《GH901合金轧环件件用环坯》
WS9-7031环件-1996《GH901合金轧环件》
WS9-7031-1996《GH901合金闪光焊接环形件型材》
1.4、GH901(GH2901) 化学成分
表1-1
C Cr Ni Mo Al Ti Fe B
0.02～0.06 11.0～14.0 40.0～45.0 5.0～6.5 ≤0.30 2.8～3.1 余 0.01～0.02
Mn Si P S Cu Bi Pb Ag
不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于
0.50 0.40 0.020 0.008 0.20 0.0001 0.001 0.0005
2组织结构
3.1变相温度
γ相开始溶解温度约为950℃，η相开始溶解温度为975℃。
3.2合金组织结构
标准热处理状态下合金组织为奥氏体基体上析出球状的γ相以少量的MC和M3B2等相。γ相弥散分布于晶内，直径约为14~20mm，约占合金重量的10%~12%,其化学组成近似为(Ni0.95Fe0.03Cr0.02）a（Ti0.85Al0.15）。MC和M2B2相的总量约占合金重量的0.27%~0.35%。
3工艺性能
合金具有良好的热成型性能。
4.1、锻造
较大的钢锭不允许直接冷至室温，而应热搬运直接移入锻造加热炉，以防止冷却和再加热时通过时效温度区间。铸锭应锻成大边长为205mm方坯，而后快冷及修整。 锻造时应严格控制工艺参数，防止出现粗细晶粒严重不均匀（两者有明显的界线）现象，保证性能稳定。
4.2 焊接性能
可以进行氩弧焊，采用GH901合金焊丝。
4.3零件热处理工艺
发动机涡pan热处理加热应避免加热速度过快。
4GH901 物理及化学性能
2.1、GH901 热性能
2.1.1、GH901 熔化温度范围熔点为1℃
2.1.2、GH901 热导率
表2-1
θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
λ/（W/（m·C）） 12.0 13.5 15.1 16.7 18.2 19.8 21.2 22.8 24.3 25.1
2.1.3、GH901 线膨胀系数
表2-2
θ/℃ 20～100 20～200 20～300 20～400 20～500 20～600 20～700 20～800 20～900
α/10-6C-1 13.5 14.0 14.4 14.9 15.1 15.2 15.5 16.0 16.5
2.1.4、GH901 热扩散率
表2-3
θ/℃ 20 100 150 250 350 450 550 650 950
Q/（10-6m2/S）） 2.66 2.93 3.00 3.18 3.47 3.73 3.78 4.02 4.11
2.2、GH901 密度
ρ=8.21g/cm3
2.3、GH901 电性阻率
表2-4
θ/℃ 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
p/（10-6Ω.M）） 1.073 1.095 1.132 1.162 1.199 1.229 1.254 1.275 1.309 1.316
2.4、GH901 磁能型
合金无磁性
2.5、GH901 化学性能
2.5.1、GH901 抗yang化性能在空气介质中试验100h后的yang化速率
表2-5
θ/℃ 600 700 800 900 1000
yang化速率/（g/(m3·h）） 0.0072 0.0140 0.0522 0.1665 0.2367
2.5.2、GH901耐腐蚀性能合金在溶液中产生点耐蚀。 从这个等式可以看出： 1.碳是一种较强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的30倍，但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中，因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。 2.氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍，但是它是气体，想要不造成多孔性的问题，只能在不锈钢中添加数量有限的氮。 3.添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。 从这个等式中也可以看出： 1.添加锰对于形成奥氏体并不非常有效，但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中，而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。在200系列的不锈钢中，正是用足够的锰和氮来代替镍形成**的奥氏体结构，镍的含量越低，所需要加入的锰和氮数量就越高。例如在201型不锈钢中，只含有4. 5%的镍，同时含有0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍，所以同样可以形成**奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成原理。 2.在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。锻件终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。 3.在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。 4.如果仅添加一半数量的镍，就会形成50
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