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一、GH80A概述
GH80A是以镍-铬为基体,添加铝、钛形成γ′相弥散强化的高温合金,除铝含量略高外,其他与GH4033相近,使用温度700~800℃,在 650~850℃具有良好的抗蠕变性能和抗氧化性能。该合金冷、热加工性能良好,主要供应热轧棒材、冷拉棒材、热轧板材、冷轧板材、带材以及环形件等,用 于制造发动机转子叶片、导向叶片支座、螺栓、叶片锁板等零件。 1.1 GH80A材料牌号 GH80A。 1.2 GH80A相近牌号 Nimonic80A(英国)。 1.3 GH80A材料的技术标准 WS9-7009-1996《GH80A合金涡轮叶片用热轧棒材》 WS9-7011-1996《GH80A合金热轧、锻制及冷拉棒材》 WS9-7012环件-1996《GH80A合金轧制环形件》 WS9-7095-1996《GH80A合金热轧板材、冷轧薄板和带材》 1.4 GH80A化学成分 见表1-1。 表1-1%
注:B按计算量加入,允许加入微量的Ce、Zr、Mg元素。 1.5 GH80A热处理制度 叶片用棒材为:1080℃±10℃,8h,空冷+700℃±5℃,16h,空冷。热轧、锻制及冷拉棒材:按表1-2的规定 进行。轧制环件:(1050~1080℃)±10℃,不大于2h,水冷+750℃±5℃(或+700℃±5℃),4h(或16h),空冷。热轧板材、冷轧 薄板和带材为:供应状态+750℃±10℃,4h,空冷。 表1-2
表1-3
表1-4
1.6 GH80A品种规格与供应状态 供应直径d20~55mm的叶片用热轧棒材、直径不大于300mm的热轧或锻制棒材。冷拉棒材供应直径 8~45mm圆棒及内切圆直径d8~36mm的六角形棒材。供应外径1000mm、内径900mm、高度130mm的轧制形件。供应厚度不大于9.5mm 的热轧板材、厚度不大于4.0mm的冷轧薄板材,厚度不大于0.8mm的冷轧带材。叶片用热轧棒材不经热处理供应,其表面应全部磨光或车光。机加工用热轧 棒材经固溶处理并除氧化皮状态供应。镦锻用冷拉棒材以冷拉并磨光状态供应,机加工用冷拉棒材以冷拉经固溶处理并除氧化皮状态供应,热加工用棒材以制造状态 并除氧化皮供应(对锻造厂用棒材应车光后供应,其表面粗糙度应不小于3.2μm)。轧制环形件以固溶处理和粗加工状态供应。热轧板材、冷轧板材和带材经软 化处理、碱酸洗、切边和平整或矫直后供应。 1.7 GH80A熔炼与铸造工艺 叶片用棒材和板材采用真空感应熔炼加电渣重熔工艺。轧制环形件与热轧、锻制及冷拉棒材采用感应熔炼加电渣重熔,或真空感应熔炼加真空电弧重熔,或真空感应熔炼加电渣重熔工艺。 1.8 GH80A应用概况与特殊要求 该合金主要用作发动机转子叶片、导向叶片支座、扇形件安装环、螺栓、叶片锁板等零件。 二、GH80A物理及化学性能 2.1 GH80A热性能 2.1.1 GH80A熔化温度范围 熔点1405℃[1]。 2.1.2 GH80A热导率 见表2-1。 表2-1[1]
2.1.3 GH80A线膨胀系数 见表2-2。 2.2 GH80A密度 ρ=8.15g/cm3[2]。 表2-2[2]
2.3 GH80A电性能 室温ρ=1.23×10-6Ω.m[1]。 2.4 GH80A磁性能 无磁性。 2.5 GH80A化学性能 2.5.1 GH80A抗氧化性能 在空气介质中试验100h的氧化速率见表2-3。 表2-3[3]
三、GH80A力学性能
GH80A涡轮叶片用棒材规定性能见表3-1。 表3-1
四、GH80A组织结构 4.1 GH80A相变温度 4.2 GH80A时间-温度-组织转变曲线 4.3 GH80A合金组织结构 叶片毛坯按不同热处理规范处理的组织特征:1080℃±10℃,8h,空冷处理:在1080℃时基体中的γ′相和一些 M7C3及M23C6型晶界碳化物溶入固溶体。在冷却过程中晶界形成M7C3和M23C6型富铬碳化物。M7C3大约在1000℃以上沉淀出来,并在较低 温度下转变为M23C6。M23C6在750~1000℃析出,也能独立成核,生成晶界碳化物。所以在1080℃±10℃,8h,空冷处理后,晶界上呈现 出不连续状态的M7C3和M23C6,晶内有γ′相和MC。 1080℃±10℃,8h,空冷+700℃±5℃,16h,空冷处理:合金在固溶组织的基础上经700℃±5℃,16h时效,晶界上的M7C3继续转变为M23C6,所以在晶界上沉淀出叫连续的M23C6,晶内的γ′相也长大成球形质点[4]。
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