Inconel693鎳基合金

GH4099(GH99)概述

GH4099鋼的組成和特性

GH4099鋼，也被稱為Inconel 718鋼，是一種高強(qiáng)度、耐高溫的鎳基合金鋼。它由鎳、鉻、鐵、鉬和鈦等元素組成，具有出色的耐腐蝕性和抗氧化性能。 GH4099鋼的主要特性之一是其優(yōu)異的高溫強(qiáng)度。
GH4099是一種以γ'相為主要強(qiáng)化相的沉淀強(qiáng)化型鎳基高溫合金。該合金中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19%的Cr元素，因此具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。此外，合金中Co、Mo、W元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和達(dá)到16%,這些元素除了有明顯的固溶強(qiáng)化作用外，還可在很大程度上提高合金的高溫使用性能，使GH4099合金的最高使用溫度可高達(dá)1000℃左右。此外，該合金中Al、Ti元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和超過3%,這使得該合金經(jīng)時(shí)效處理后，γ相Ni3(Al,Ti)在基體中均勻彌散地析出，顯著提高了合金的力學(xué)性能，因此該合金已廣泛應(yīng)用于航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件(發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室及葉片等零部件[1])以及高性能車用動(dòng)力總成的關(guān)鍵零部件[2]。

1.1、材料牌號GH4099(GH99)

1.2、GH4099(GH99)

相近牌號ЭП693,ХН68МВКТЮР(俄羅斯)

1.3、GH4099(GH99) 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》

GB 5333-1985《航空用HGH99合金焊絲技術(shù)條件》

BZ 44-903B-06《GH99合金冷軋薄板技術(shù)條件》(撫順鋼廠企標(biāo))
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化學(xué)成分：



C ≤0.08



Cr 17.00～20.0



Ni 余量



W 5.00～7.00



Mo 3.50～4.50



Al 1.70～2.40



Co 5.00～8.00



Ti 1.00～1.50



Fe ≤2.00



≤0.005



Mg ≤0.010



Ce ≤0.020



Mn ≤0.40



Si ≤0.50



≤0.015



≤0.015

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

GH4099沉積態(tài)試樣在激光增材制造系統(tǒng)上完成，該成形系統(tǒng)由最大輸出功率為6kW的半導(dǎo)體激光器、五軸數(shù)控機(jī)床、送粉器、同步送粉噴嘴、氬氣保護(hù)箱和水冷機(jī)組組成。實(shí)驗(yàn)所需的GH4099合金球形粉末采用旋轉(zhuǎn)電極法制備，其化學(xué)成分如表1所示，粉末粒徑為60～120 μm,粉末形貌如圖1所示。為了去除合金粉末中的水分，實(shí)驗(yàn)前將合金粉末置于真空烘干箱中于120 ℃下干燥處理2 h。實(shí)驗(yàn)所用基材為316L不銹鋼，基材尺寸為140 mm×60 mm×6 mm,實(shí)驗(yàn)前將基材用砂紙打磨后再用bing酮清洗。通過前期工藝參數(shù)探究，選取zui佳的工藝參數(shù)進(jìn)行激光沉積實(shí)驗(yàn)，具體參數(shù)如下：激光功率為2 kW,掃描速率為10 mm/s,光斑直徑為5 mm,Z軸抬升量為0.5 mm,搭接率為50%,送粉量為7.5 g/min,激光掃描方式為單層內(nèi)往復(fù)掃描，層與層之間的掃描方向偏轉(zhuǎn)90°。沉積態(tài)試樣的尺寸為80 mm×30 mm×30 mm,沿激光掃描方向加工出標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，拉伸試樣的尺寸如圖2所示。沉積態(tài)試樣的熱處理制度選用鍛件標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

GH4099鋼的加工工藝
GH4099鋼是一種高溫合金鋼，具有出色的耐熱性能和抗腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于航空、航天和能源行業(yè)。 GH4099鋼的加工工藝是關(guān)鍵，它直接影響著鋼材的質(zhì)量和性能。首先，對于GH4099鋼的切削加工，需要選擇合適的切削工具和切削參數(shù)，以確保切削過程的穩(wěn)定性和高效性。同時(shí)，切削液的選擇也很重要，它能夠降低切削溫度、減少切削力和延長刀具壽命。 其次，對于GH4099鋼的熱處理工藝，常用的方法有固溶處理和時(shí)效處理。固溶處理是將GH4099鋼加熱到一定溫度，使其內(nèi)部的合金元素均勻溶解，然后迅速冷卻，以提高鋼材的硬度和強(qiáng)度。時(shí)效處理是在固溶處理后，將GH4099鋼再次加熱到一定溫度，保持一段時(shí)間，然后進(jìn)行冷卻。這個(gè)過程能夠進(jìn)一步提高鋼材的強(qiáng)度和耐熱性能。 最后，GH4099鋼的焊接工藝也需要注意。由于鋼材的合金元素含量較高，焊接過程中容易產(chǎn)生裂紋和變形。因此，需要選擇合適的焊接材料和焊接工藝，以確保焊接接頭的質(zhì)量和可靠性。 綜上所述，GH4099鋼的加工工藝是一個(gè)復(fù)雜而重要的過程。只有合理選擇切削工具、切削參數(shù)、切削液、熱處理工藝和焊接工藝，才能夠保證GH4099鋼的質(zhì)量和性能達(dá)到zui佳狀態(tài)。
GH4099(GH99)是一種高合金化的鎳基時(shí)效板材合金,用鈷、鎢、和鋁、鈦等元素綜合強(qiáng)化,使合金具有較高的熱強(qiáng)行,900℃一下可以長期使用,*工作溫度可達(dá)1000℃。該合金組織穩(wěn)定,并具有滿意的冷熱加工成型和焊接工藝性能,適合于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和加力燃燒室等高溫板材承力焊接結(jié)構(gòu)件,用該合金制造的大型板材結(jié)構(gòu)件,可在固溶處理后不經(jīng)時(shí)效處理直接使用。
GH4099(GH99)熱處理制度

板材經(jīng)1140~1160℃,空冷處理;焊絲經(jīng)1100~1140℃,空冷處理。

GH4099(GH99)品種規(guī)格與狀態(tài)

供應(yīng)δ0.8~4.0mm的冷軋薄板;d0.2~10mm的冷拉絲材,d8~350mm鍛材,均固溶處理和堿酸洗后供應(yīng)。

GH4099(GH99)熔煉與鑄造工藝

合金采用真空感應(yīng)爐加電渣重熔工藝生產(chǎn)。

GH4099(GH99)應(yīng)用概況與特殊要求

用該合金板材制成的航空發(fā)動(dòng)機(jī)加力可調(diào)噴口殼體,已經(jīng)過長期使用考核,并投入批量生產(chǎn),可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量和。
H4099應(yīng)用領(lǐng)域：
合金板材已用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)加工可調(diào)噴口殼體、加力筒體等零件；軋制棒材已用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)葉片；鍛制棒材已用于制造大型艦用燃?xì)廨啓C(jī)和巡航dao彈的結(jié)構(gòu)部件。用該合金制造的大型板材結(jié)構(gòu)件，可在固溶處理后不經(jīng)時(shí)效處理直接使用。