精炼固溶合金圆棒A-286无心磨研磨棒生产加工

牌号 GH4169
旧牌号
对应标准 GB /T 14994-2008
高温合金冷拉棒材
Superalloy cold drawn bars
归类 镍及镍合金
性能 强度 耐腐蚀 低温韧性 高温强度 耐疲劳性
标签 时效硬化型镍基合金 紧固件材料 使用温度-200~+700°C
说明 特性和应用：GH4169合金在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业及挤压模具中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
该合金可制造航空航天发动机中的各种静止件和转动件，如盘、环形件、机匣、叶片、轴、紧固件、弹性元件、燃气导管、密封元件和焊接结构，还能制造核工业应用的各种弹性元件和格架、石油工业和化工领域的零件及其他零件。
①加工性能：
高温合金的合金化程度高，导热性能极差，导致切削温度高、切削力大、加工硬化严重，尤其合金硬质点多，刀具磨损严重，切削加工成本高。目前基本都是采用硬质合金刀具加工，对尺寸精度和粗糙度要求较高的，采用无心磨加工。难
GH4169属于难切削加工的金属材料。该合金螺栓、螺钉头部采用热镦成型。镦制温度控制在1040~1090°C之间，终镦温度控制在930~950°C之间。镦制后，普通强度要求的零件晶粒度应达到4~6级，高强度要求晶粒度达到8级。
②热处理性能：
GH4169一般在固溶+时效或固溶+冷加工+时效状态下使用，抗拉强度高可达1700MPa，硬度高可达450HB。
该合金具有不同的热处理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和数量，从而获得不同级别的力学性能。
③选用建议：
该合金产品采用热镦成型，产品除螺钉、螺母及销类零件外，还有较多特殊用途零件。
该合金可生产的产品较多，主要是各种型号和性能的螺栓及高锁螺栓，有少量的螺母、销子、垫片等。GH4169少量取代了国标、国军标的不锈钢、合金钢螺栓等产品。该合金是目前紧固件用量大的三种高温合金之一。
抗拉强度造1700MPa以下，剪切强度要求780MPa以上，使用温度在-200~+700°C内，且对抗氧化性和耐蚀性又要为的环境建议选用。
④物理性能：
熔点(°C): 1260~1320；367°C弹性模量(GPa):539；20°C~100°C热膨胀系数(10 -6 /°C):11.8；热导率: 温度:11°C/100°C, 热导率(W/m.°C):13.4/14.7；300比热容(J/kg.°C):481.4；14°C电阻率( Ω.mm 2/m):0.12；393°C密度(kg/dm 3 ): 132；393°C泊松系数: 142
ⓐ范围：
—本标准规定了高温合金冷拉棒材的尺寸、外形及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证书等。
—本标准适用于高温合金冷拉棒材，可用于制造工业紧固件等零件。
ⓑ尺寸、外形及允许偏差
—公称直径8~45mm的圆形棒材，公称边长为8~30mm的方形棒材，其尺寸允许偏差应符合GB/T 905-1994中h11级或h12级的规定，应在合同中注明。内切圆公称直径为8~36mm的六角形棒材，其尺寸允许偏差为GB/T 905-1994 h12级。
ⓒ交货状态原件中有具体规定
密度 8.24 g/cm3
GH4169 化学元素成分含量(%)
成分 C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo Ti Nb B Co Al Mg 更多
小值 - - - - - 17 50 - 2.8 0.65 4.75 - - 0.2 - Fe：余量；钽Ta≤0.10
大值 0.08 0.35 0.35 0.015 0.015 21 55 0.3 3.3 1.15 5.5 0.006 1 0.8 0.01
GH4169 机械性能
试验温度
°C 热处理或状态
抗拉强度
σb
Mpa 屈服点
σs
Mpa 断后伸长率或延伸率
δ
% 断面收缩率
ψ
% 硬度
HBW
室温 固溶处理+时效处理 ≥1270 ≥1030 ≥12 ≥15 ≥345
650 ≥1000 ≥860 ≥12 ≥15
注：热处理控温精度除GH4080A时效处理为±5°C外，其余均为±10°C
①推荐的热处理制度：固溶处理950~980°C，1h，空冷或水冷；时效处理720°C，8h; 50±10°C/h炉冷到620°C,8h,空冷
②高温持久性能：试验温度650°C，试验应力690MPa，试验时间≥23h，断后伸长率4%
③该合金高温持久试验23h后试样不断，可采用逐渐增加应力的方法进行，23h小时后，每间隔8~16h，以35MPa递增加载至断裂，试验结果应符合第②条的规定
④合金试样按推荐的理制度热处后，力学性能应符合机械性能表中的规定

GH4080A研磨棒的制造工艺主要包括以下步骤：

冶炼

真空感应熔炼（VIM）：在真空环境下，通过电磁感应加热金属原料，使其熔化并混合均匀。这种方法可有效减少合金中的气体杂质和有害元素含量，提高合金的纯净度，常用于生产的镍基合金母材。
电渣重熔（ESR）：利用电流通过熔渣时产生的热量来熔化金属电极，使金属液滴落入结晶器中凝固成锭。此方法能进一步去除杂质，改善合金的纯净度和组织均匀性，对于大型镍基合金铸锭的生产具有重要作用。
热加工

锻造：将镍基合金加热到合适的温度后，通过锻压机施加外力，使其发生塑性变形，从而改变合金的形状和微观结构。锻造可以提高合金的致密度和力学性能，消除铸造过程中产生的气孔、疏松等缺陷，使合金组织更加均匀，适用于生产对性能要求较高的零部件，如航空发动机叶片等。
轧制：将镍基合金坯料通过一对旋转的轧辊进行压制，使其厚度逐渐减小，长度和宽度增加。轧制可分为热轧和冷轧，热轧一般在再结晶温度以上进行，有助于改善合金的加工性能和微观组织；冷轧则在再结晶温度以下进行，可使合金获得更高的强度和硬度。
热处理

固溶处理：将合金加热到高温单相固溶体相区内的适当温度，保持一定时间后快速冷却，使过剩相充分溶解，形成过饱和固溶体，从而获得的塑性和较低的强度。
时效处理：经固溶处理后的过饱和固溶体在室温或较高温度下放置一定时间，发生沉淀析出，形成弥散分布的强化相粒子，使合金的强度、硬度和韧性显著提高。
表面处理

喷砂：采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将磨料（如河砂、海砂、石英砂等）高速喷射到需要处理的零件表面，使零件表面的外表面机械性能发生变化。
酸洗：利用酸溶液去除金属表面上的氧化皮和锈蚀物，同时也可以在一定程度上改善表面光洁度。

棒料大部分都是热轧的，但有些有特殊要求的产品必需要冷拔棒料。冷拔棒料表面光亮，精度高，正负公差小。表面不需要再加工。性能上没有太大的区别。是热轧棒材，创去了表面的氧化皮，有些人叫这种材料为剥皮材。冷拔材是热轧材再经过冷拔而成的。冷拔的延伸性会好一些。冷拔是在常温下，用外力使材料强行通过模具，而达到所需要的尺寸，一般用于圆轴或圆棒。不锈钢冷拔的优点是：节约材料，冷拔后的材料，不但外形尺寸精度准确，而且表面粗糙度较好，同时由于材料表面经过冷拔后，会产生一层很薄的表面硬化层，使表面的强度增加。

GH4080A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，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、环形件、结构件、叶片锁板等零件。

Alloy 31V是一种耐硫化、耐腐蚀沉淀硬化合金，在1500°F (816°C)高温下具有不同寻常的耐腐蚀和强度组合。

ALLOY LF2主要用作高功率内燃机如重型柴油机的排气阀材料。

ALLOY LF8主要应用于750℃左右高温工作温度环境下的内燃机排气阀。由于ALLOY LF8气阀合的金室温和高温强度以及硬度均ALLOY 80A，有希望成为750℃气阀合金的优选材料。

镍基高温合金因其的性能，在众多领域有着广泛的应用。以下是对镍基高温合金应用领域的具体介绍：

航空航天领域

航空发动机部件：现代航空发动机中超过 50% 的超级合金是镍基高温合金，被用于制造发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等关键部件。例如，GH4169 合金常用于制造航空发动机的机匣、涡轮叶片等，能够在高温、高压、高转速的极端环境下保持良好的力学性能和抗氧化性能。
火箭发动机部件：镍基高温合金也用于制造火箭发动机的燃烧室、喷嘴等部件，满足火箭发射过程中的高温和高强度要求。
石油化工领域

反应器与换热器：石油化工生产中存在大量的高温、高压、腐蚀等恶劣环境，镍基高温合金因其良好的耐腐蚀性、高温强度和稳定性，被广泛用于制造反应器、换热器等设备，确保生产过程的安全和稳定。
管道与阀门：在石油化工的管道系统中，镍基高温合金可用于制造管道和阀门等配件，防止介质对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。
能源领域

火力发电：在火力发电厂中，镍基高温合金被用于制造高温高压锅炉的热交换器、过热器、再热器等部件，能够承受高温蒸汽的侵蚀和高温高压的工作环境。
核能发电：在核电厂中，镍基高温合金是制造核反应堆压力容器、堆芯吊篮、蒸汽发生器传热管等重要部件的关键材料，其的耐高温、耐腐蚀和抗辐照性能对于核反应堆的安全运行至关重要。
汽车领域

发动机部件：随着汽车涡轮增压技术的不断发展，对发动机的耐高温性能提出了更高的要求。镍基高温合金可用于制造汽车发动机的涡轮增压器叶轮、排气歧管等部件，提高发动机的性能和可靠性。
刹车系统部件：部分汽车的刹车系统中也会使用镍基高温合金制造刹车盘等部件，利用其良好的耐磨性和高温性能，提高刹车的安全性和性。
电子工业领域

电子元件：镍基高温合金可用于制造一些对温度和稳定性要求较高的电子元件，如大功率电阻器、电感器等，电子设备在高温环境下正常工作。
半导体设备：在半导体制造设备中，镍基高温合金可作为关键部件的材料，如半导体刻蚀机的电极等，满足半导体制造过程中的和高温要求。
医疗器械领域

植入物：镍钛形状记忆合金是一种典型的镍基合金，具有良好的生物相容性和形状记忆效应，被广泛应用于牙科植入物、人工关节、心脏支架等医疗器械的制造，为患者提供有效的治疗和康复解决方案。
手术器械：由于镍基高温合金具有良好的耐腐蚀性和强度，可用于制造手术刀片、手术钳等手术器械，确保手术的安全和顺利进行。
海洋工程领域

船舶部件：船舶长期在海洋环境中航行，面临着海水腐蚀、海洋生物附着等问题。镍基高温合金可用于制造船舶的螺旋桨、推进器、船体结构等部件，提高船舶的耐腐蚀性和使用寿命。
海洋平台：在海洋石油开采等海洋工程中，镍基高温合金可用于制造海洋平台的支撑结构、管道系统等，保障海洋平台的安全稳定运行。

高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金，”主要应用于航空航天领域和能源领域。

GH4169是一种沉淀强化镍基高温合金，在-253～650℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业及挤压模具中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。