GH2901是一种Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,具有优异的高温力学性能和良好的抗氧化性。这种合金通过添加铝、钛等元素形成亚稳的γ'[Ni3(Ti,Al)]相进行时效强化,少量的铝还能抑制γ'向η-Ni3Ti相的转化,从而保持合金的稳定性。
化学成分
GH2901的化学成分是其性能的基础,主要包括:
·铁(Fe):基体金属
·镍(Ni):提高合金的耐腐蚀性和强度
·铬(Cr):增强抗氧化性和耐热性
·钛(Ti)和铝(Al):形成强化相γ'
·以及其他微量元素,如碳(C)、硼(B)等,这些元素对合金的性能有重要影响。
力学性能
GH2901在不同温度下展现出良好的力学性能,具体如下:
·拉伸强度:在20-575°C的温度范围内,拉伸强度范围为≥1130-960 MPa
·延伸率:在同一温度范围内,延伸率≥9-8%
·断面收缩:≥12%
·密度:8.21 g/cm³
·熔化温度:1360°C
·布氏硬度HBS:≥341
热处理制度
GH2901的热处理制度对其性能至关重要,典型的热处理制度包括:
·固溶处理:1090℃±10℃,保温2~3小时,随后水冷或油冷
·时效处理:775℃±5℃,保温4小时,空冷
·加热到700~720℃,保温24小时,空冷
应用领域
GH2901广泛应用于航空发动机及地面燃气涡轮的转动件和紧固件,如涡轮盘、压气机盘、轴颈、静结构件、涡轮外环等。这些零部件在长期使用后仍然保持较长的使用寿命和结构稳定性。
熔炼工艺
GH2901的熔炼工艺通常采用非真空感应炉加真空电弧重熔,或真空感应炉加电渣重熔,或真空感应炉加真空电弧重熔的方式,以确保合金成分的均匀性和纯净度3。
蠕变及疲劳性能
GH2901在高温下展现出良好的蠕变抗力和疲劳性能。在500℃下,730 MPa恒定拉伸应力作用10小时下,合金的率无关应变值较小,主要为率相关应变,表明其在高温下的持久性能优异2。
特性与优势
GH2901的膨胀系数接近铁素体型热强合金钢,这使得它能够与这类材料连接而无需对热胀有特殊规定。此外,合金在650℃以下具有较高的屈服强度和持久强度,在760℃以下抗氧化性能良好,长期使用后组织稳定。
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