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更新時間：2020-09-03
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GH3044
一、GH3044概述
GH3044是固溶強化鎳基合金，在900℃以下具有高的塑性和中等的熱強性，并具有優良的性和良好的沖壓、焊接工藝性能，適宜制造在900℃以下工作的航空發動機主燃燒室和加力燃燒室零部件以及隔熱屏、導向葉片，供應的品種有板材、帶材、絲材、棒材和環形件等。
1.1GH3044材料牌號GH3044(GH44)
1.2GH3044相近牌號ЗИ686，ХН60ВТ，ВЖ98(俄羅斯）
1.3GH3044材料的技術標準
GJB1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規范》
GJB2612-1996《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》
GJB3020-1997《航空用高溫合金環坯規范》
GJB3165-1998《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》
GJB3317-1998《航空用高溫合金熱軋板材規范》
GJB3318-1998《航空用高溫合金熱軋帶材規范》
1.4GH3044化學成分見表1-1。
表1-1 %
C | Cr | Ni | W | Mo | Al | Ti | Fe | Mn | Si | P | S |
不大于 | |||||||||||
≤0.10 | 23.5~26.5 | 余 | 13.0~16.0 | ≤1.50 | ≤0.50 | 0.30~0.70 | 4.0 | 0.50 | 0.80 | 0.013 | 0.013 |
注：GJB2612-1996還規定ω（Cu）≤0.20%；GJB3317-1998和GJB3318-1998規定ω(Cu)≤0.07%。
1.5GH3044熱處理制度熱軋和冷軋板及帶材供應狀態的固溶處理溫度為1120~1160℃，空冷，供應狀態進行材料性能檢驗。
1.6GH3044品種規格和供應狀態可供應δ4~14mm熱軋板，δ0.5~4mm冷軋板、δ0.1~0.8mm帶材、直徑d0.3~10mm、d20~300mm棒材和各種直徑的環形件。板材和帶材于固溶、酸洗、切邊后供應；絲材于冷拉、固溶酸洗或半硬態供應，棒材和鍛件不經熱處理供應。
1.7GH3044熔煉和鑄造工藝合金采用電弧爐、非真空感應爐或真空感應爐 電渣重熔或真空電弧重熔工藝熔煉。
1.8GH3044應用概況與特殊要求合金用于制作航空發動機住燃燒室和加力燃燒室的板材沖壓和焊接結構件以及安裝邊、導管和導向葉片等零部件。
二、GH3044物理及化學性能
2.1GH3044熱性能
2.1.1GH3044(GH44)熔化溫度范圍1352~1375℃[1]。
2.1.2GH3044(GH44)熱導率見表2-1。
表2-1[2]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 950 |
λ/（W/（m?℃）） | 11.7 | 13.0 | 14.2 | 15.9 | 17.2 | 18.4 | 19.7 | 21.8 | 24.7 | 25.1 |
2.1.3GH3044比熱容見表2-2。
表2-2[3]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
c/（J/（kg?℃）） | 440 | 461 | 482 | 503 | 524 | 545 | 545 | 566 | 587 | 629 |
2.1.4GH3044線膨脹系數見表2-3。
2.2GH3044密度ρ=8.89g/cm3。
2.3GH3044電性能
2.4GH3044磁性能合金無磁性。
2.5GH3044化學性能
2.5.1GH3044性能
表2-3[2]
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 | 20~1000 |
α/10-6℃-1 | 12.5 | 12.35 | 12.85 | 13.10 | 13.31 | 13.50 | 14.30 | 14.90 | 15.60 | 16.28 |
2.5.1.1在空氣介質中試驗100h后的
氧化速率和沿晶氧化深度見表2-4。
2.5.1.2高溫氧化動力學曲線件圖2-1。
表2-4[2,4]
θ/℃ | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
氧化速率/(g/(m2?h)) | 0.0971 | 0.2050 | 0.4320 | 0.7880 |
沿晶氧化深度/mm | 0.016 | 0.080 | 0.110 | - |
三、GH3044力學性能
技術標準規定的性能見表3-1。
表3-1
標準號 | 品種 | 狀態 | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | |
20℃ | 900℃ | ||||||||
GJB1952 | 冷軋板 | 固溶1120~1160℃ | 735 | 40 | --- | 195① | 30 | --- | |
GJB3020 | 環坯 | 固溶1120~1160℃ | 705 | 40 | --- | 195② | 30② | --- | |
GJB3317 | 熱軋板 | 固溶1120~1160℃ | 735 | 40 | --- | 185 | 30 | --- | |
GJB3318 | 帶材 | 固溶1120~1160℃ | 735③ | 40 | --- | --- | --- | --- | |
GJB3165 | 棒材 | 固溶1120~1160℃ | 685 | 40 | 45 | 195④ | 30 | 40 | |
注：①900℃σb≥185MPa的板材允許交貨。
②允許在850℃進行拉伸試驗，σb≥265MPa，δ≥30%，不合格時按900℃進行拉伸仲裁試驗。另外還應在850℃，σb=80MPa下進行持久試驗，報實測數據。
③厚度≤0.25帶材的室溫σb≥660MPa，δ5實測。
④棒材應在900℃σb=70MPa下進行持久試驗，t≥23h。
四、GH3044(GH44)組織結構
4.1相變溫度
4.2時間-溫度-組織轉變曲線
4.3合金組織結構經1200℃固溶后，基本上是單相奧氏體和少量的MC和M23C6型碳化物。經700~900℃時效后。MC變化不大，M23C6呈鏈狀分布在晶界，隨時效時間的增長，析出
量增多，顆粒長大；同時在晶內和晶界又有WCr固溶體補充析出，呈顆粒狀，隨時效時間的延長，數量逐漸增加，尺寸不斷長大[2,7,11]。
有關技術標準規定，冷軋薄板供應狀態的晶粒度應在4~8級范圍內。
五、GH3044（GH44）工藝性能與要求
5.1成形性能
5.1.1鋼錠鍛造加熱溫度為1170℃?10℃，終端溫度不低于900℃。板坯軋制加熱溫度1190℃?10℃，薄板熱軋加熱溫度1130℃?10℃，終軋溫度不低于800℃；薄板冷軋總壓下率30%左右。
5.1.2板材具有良好的沖壓件工藝性能。冷軋薄板供應狀態的限深沖系數為K限=2.06。
5.2焊接性能合金具有良好的焊接性能，可以用氬弧焊、點焊、縫焊及釬焊等方法焊接。氬弧焊時熔池流動性較差，但裂紋傾向性較小。接觸焊時核心內較易形成結合線伸入及縮孔，一般宜采用較大的電和較低的焊接速度。合金可與1Cr18Ni9Ti,GH3030,GH3039和GH1140等合金組合進行焊接。
5.2.1手工氬弧焊規范見表5-1。
表5-1[12]
厚度/mm | 焊前狀態 | 焊絲 | 接頭形式 | 電流/A | 電壓/V | 氬氣流量/(L/min) | 鎢直徑/mm | 性 | |
牌號 | 直徑/mm | ||||||||
1.2 | 固溶1200℃空冷，拋光 | HGH3044 | 1.2～2.0 | 對接 | 65～75 | 11～15 | 5～8 | 1.6～2.0 | 正 |
1.5 | 1.5～2.0 | 75～85 | 5～8 | ||||||
2.0 | 1.5～2.0 | 80～100 | 6～10 | ||||||
5.2.2縫焊規范見表5-2。
表5-2[12]
厚度/mm | 滾盤寬/mm | 電流/A | 焊接時間/s | 休止時間/s | 電壓力/N | 焊接速度/(m/min) |
1.2＋1.5 | 6.0 | 5600～6000 | 0.18～0.24 | 0.16～0.22 | 6865～7355 | 0.35～0.45 |
1.5＋1.5 | 5.0 1 | 5800～7200 | 0.22～0.26 | 0.18～0.24 | 7060～7845 | 0.30～0.40 |
注：焊前狀態為固溶、機械拋光。
5.2.3焊接接頭的力學性能見表5-3。
表5-3[12]
焊接方法 | 厚度/mm | 焊前狀態 | 焊后狀態 | 焊絲牌號 | θ/℃ | 接頭σb/MPa | 強度系數/% | 接頭持久性能 | |
σ/MPa | t/h | ||||||||
手工氬弧焊 | 1.5 | 1200℃空冷 | 未處理 | HGH3044 | 20 | 763 | 98 | - | - |
900 | 209 | 97 | 51 | 72～86 | |||||
1140℃，空冷 | 1200℃，空冷 | 900 | 230 | 99 | 51 | 72～94 | |||
自動氬弧焊 | 1.5 | 固溶 | 未處理 | 不加焊絲 | 20 | 765 | 85 | - | - |
600 | 602 | 85 | - | - | |||||
700 | 543 | 84 | - | - | |||||
800 | 468 | 89 | - | - | |||||
900 | 263 | 95 | 51 | 28～58 | |||||
縫焊 | 1.2＋1.5 | 固溶 | 未處理 | - | 20 | 878 | 100 | - | - |
1.5＋1.5 | 20 | 820 | 100 | - | - | ||||
1.5＋1.5 | 900 | 225 | 98 | 51 | 115 | ||||
5.3零件熱處理工藝中間熱處理溫度為1140℃?10℃，保溫3~5min，空冷。終熱處理溫度根據零件工作條件決定，對要求良好的熱疲勞性能的零件與1150℃固溶，保溫3~5min，空冷；對要求有較高熱強行的零件于1200℃固溶，保溫3~5min，空冷。
5.4表面處理工藝在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯涂層進行有效的保護。
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