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GH2909低膨胀高温合金材质特性介绍
GH2909合金是在GH2907合金基础上发展起来的第三代低膨胀系数高温合金,属于Fe-Ni-Co基沉淀硬化变形高温合金。因其具有强度高、热膨胀系数小、650 ℃ 以下冷热乏力性能好等优点,被广泛应用于航空发动机环、燃烧室、排气道等零部件。
GH2909合金在GH2907合金的基础上增加了Si含量,促进了晶界e相的析出,提高了合金抗应力诱导晶界氧化脆性 (SAGBO) 的能力,显著提高了缺口耐久性。在一定的含量范围内 (0.28% ~ 0.42%,质量分数,下同) 增加Si含量,可促进GH2909合金中 ε 相析出,有利于降低缺口敏感性,提高缺口耐久性。但是,Si含量的增加也使GH2909合金的类型和沉淀行为更加复杂。以往的研究表明,该合金的主要析出相包括y 相、 ε 相、e ”相、Laves相、MC碳化物和G等相,GH2909合金析出相的类型和形态与热处理工艺密切相关,微量元素Si含量等因素,虽然在GH2909合金中需要足够量的 ε 相来消除缺口敏感性,但该合金中 ε 相的晶体结构仍存在争议。
GH2909合金锻件容易出现机械性能波动较大的问题,尤其是间隙灵敏度的波动。微观结构和性能密切相关。虽然GH2909合金的Si含量仅为0.35% ~ 0.55%,但富Si对合金的力学性能,特别是缺口耐久性有明显影响。合金析出对热处理工艺极为敏感,受合金成分、预热处理工艺、热处理时参数波动等因素影响,直接影响合金力学性能的稳定性。
GH2909低膨胀高温合金主要化学元素
GH2909低膨胀高温合金
C
Cr
Ni
Co
Al
≤0.06
≤1.0
35~40
12~16
≤0.15
Ti
Fe
Nb+T
B
Si
1.3~1.8
余
4.3~5.2
≤0.012
0.25~0.5
Mn
P
S
Cu
≤0.015
≤0.5
GH2909低膨胀高温合金材料技术标准
熔化温度范围1336℃~1384℃(差热分析法)。
相变点 居里点(拐点)∶400℃~455℃21。
密度p=8.26g/cm³。
磁性能 合金在450℃以下呈铁磁性,在450℃以上呈顺磁性。
低膨胀高温合金GH2909长期时效对性能的影响
(1)GH2909合金在550℃和600℃时效2000h 后室温和高温拉伸强度略有提高,塑性基本上不变。在650℃长期时效后其室温和高温拉伸强度都明显降低,室温断面收缩率显著降低,高温塑性大幅度提高。
(2)GH2909合金在较低温度(550℃、600℃)长期时效后,主要强化相γ′相补充析出,其尺寸没有明显的变化;针状相e/e"相有所增加、尺寸增大并出现粗化的趋势。合金在650℃长期时效后组织中出现大量贯穿晶粒的针状相,相互交错呈魏氏组织,强化相γ数量减少、尺寸变大。
(3)合金在550℃和600℃时效2000h后组织和性能较为稳定,具有良好的综合力学性能。在650℃时效2000h后其强度显著降低。
GH4586合金钢棒GH4
GH1180(NS111)
GH1140铁基变形高温合
GH4169 和GH473
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