上海商虎GH80A镍基变形高温合金
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
1.4 GH80A化学成分 见表1-1。
表1-1 %
CCrNiAlTi
0.04～0.1018.0～21.0余1.00～1.801.8～2.7
CoFeBMnSiPSAgBiCuPb
不大于
2.01.500.0080.400.800.0200.0150.00050.00010.200.002
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
材料类型固溶处理制度时效制度
热加工用热轧（或锻制）棒材1080℃±10℃，8h，空冷700℃±5℃,16h,空冷或750℃±5℃,4h,空冷
热加工用热轧
（或锻制）棒材按制度①或②进行
①1080℃±10℃,保温时间按表1-3规定，油冷或水冷或空冷。（正常情况，d≥40mm，油冷）
②1080℃±10℃,保温时间按表1-3规定，空冷+1080℃±10℃，保温30min，水冷
冷拉棒材1080℃±10℃,保温时间按表1-4规定，水冷或空冷。
表1-3
直径/mm保温时间/h直径/mm保温时间/h
≤31>6～12.54
>3～62>12.58
表1-4
直径或较小截面尺寸/mm保温时间/min直径或较小截面尺寸/mm保温时间/min
≤1515～30>15～2530～45
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]
θ/℃100200300400500600700800900
λ/(W/(m·℃))12.1113.8315.4816.7518.3920.9323.4825.5727.66
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]
θ/℃16～10016～20016～30016～40016～50016～60016～700
α/10-6℃-112.1812.8613.6914.0814.5014.9415.36
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]
θ/℃700750800
氧化速率/(g/(m2·h))0.0370.0410.047
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
技术标准试样串联对数持久性能
θ/℃σ/MPa断裂时间/h
单个值平均值范围值(Rmax)=(F)·()
WS9-7009-19963750340≥23≥32≤0.6×实际平均值
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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