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GH4133和GH4133B是Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金,GH4133B合金是在GH4133合金基礎上添加適量的鎂、鋯后的改型合金。兩種合金的使用溫度均在750℃以下,均具有良好的綜合力學性能、具有屈服強度高的特點;具有良好的抗氧化性能、組織穩定且晶粒均勻細小;易于熱加工成型。尤其是GH4133B合金改善了GH4133合金在750℃以下存在的缺口敏感性,使材料的使用壽命成倍的增加,大幅度地提高了持久強度和塑性。兩種合金適合于制造溫度在750℃以下航空發動機的渦和工作葉片等重要承力件。上海威勵集團主要產品有熱軋和鍛制棒材、盤鍛件和環形件。
GH4133和GH4133B合金已用于制作多種型號航空發動機渦和承力環等重要部件,批產使用情況良好。GH4133合金還用于制作發動機和工業汽輪機的高溫螺栓和拉桿等。
合金在700℃以上長期時效后,有η相在晶界上析出,3000h在晶界和晶內數量明顯增加,出現η相較大的胞狀群體。合金在700℃以上的持久塑性偏低,具有缺口敏感性。
GH4133高溫合金化學成分
元素 C Cr Ni Al Ti Fe Nb B Ce Mn Si P S Cu Bi① Sn① Sb① Pb① As①
小 19.00 0.70 2.50 1.15
大 0.07 22.00 余 1.20 3.00 1.50 1.65 0.010 0.010 0.35 0.65 0.015 0.007 0.070 0.001 0.0012 0.0025 0.001 0.0025
①GB/T 14997、GJB 3782A、GJB 5280和GJB 5301規定的檢驗的雜質元素 摘自GB/T 14992,GH4133合金化學成分見表1-1, GH4133B合金化學成分見表1-2。雜質①元素有區別的摘自GB/T 14997、GJB 1953、GJB 3165A、GJB 3782A、GJB 5280和GJB 5301。
GH4133B高溫合金化學成分
元素 C Cr Ni Al Ti Fe Nb Mg Zr B Ce Mn Si P S Cu Bi① Sn① Sb① Pb① As①
小 19.00 0.75 2.50 1.30 0.001 0.010
大 0.06 22.00 余 1.15 3.00 1.50 1.70 0.0100 0.100 0.010 0.010 0.35 0.65 0.015 0.007 0.070 0.0001 0.0012 0.0025 0.001 0.0025
GJB 1953、GJB 3165A、GJB 5280和GJB 5301規定的檢驗的雜質元素 熱處理制度
摘自HB/Z 140,GH4133合金各品種的標準熱處理制度為:
A 盤型鍛件,1080℃±10℃保溫8小時空冷+750℃±10℃保溫16小時空冷,HBW 352~262;
B 鍛件,(1055~1075)℃保溫(6~6.5)小時空冷+(740~760)℃保溫(16~16.5)小時空冷
C 棒材,(1070~1090)℃保溫(8~8.5)小時空冷+(740~760)℃保溫(16~16.5)小時空冷
摘自HB/Z 140和GJB 1953A,GH4133B合金各品種的標準熱處理制度為:
A 盤形鍛件,1080℃±10℃保溫8小時空冷+750℃±10℃保溫16小時空冷,HBW 352~262;
B 棒材,1080℃±10℃保溫8小時空冷+750℃±10℃保溫16小時空冷,HBW 352~262;
GH4133B鎳基形狀記憶合金含鈦50(at)%的鎳合金,其回復溫度是70,形狀記憶效果好,少量改變鎳鈦成分比例,可使回復溫度在30~100范圍內變化,多用于制造航天器上使用的自動張開結構件、宇航工業用的自激勵緊固件、生物醫學上使用的人造心臟馬達等,2012年,全球高溫合金消費量為28萬噸,占鋼鐵總消費量的0.02%,市場規模達100億美元,目前來看,全球范圍內能夠生產航空航天用高溫合金的企業不超過50家,主要集中在美、英、法、德、俄、日等國,整個行業具有較為明顯的寡頭特征,在涉及航天航空應用領域的高溫合金鋼產品,發達均視其為戰略物資,對外進行嚴密管控。