GH80A高温合金热加工

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概述

GH80A是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成r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℃具有良好的搞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]

1.1 材料牌号

GH80A

1.2 相近牌号

Nim0nic80A(英国)

化学成分

表1-1

C	Cr	Ni	Al	Ti
0.04～0.10	18.0～21.0	余	1.00～1.80	1.8～2.7

C0	Fe	B	Mn	Si	P	S	Ag	Bi	Cu	Pb
≤2.0	≤1.5	≤0.008	≤0.40	≤0.80	≤0.020	≤0.015	≤0.0005	≤0.0001	≤0.20	≤0.002

1.5 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+700℃±10℃，4h，空冷。

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	700℃±5℃,16h,空冷或 750℃±5℃，4h，空冷
冷拉棒材	1080℃±10℃,保温时间按表1-4规定，水冷或空冷。	700℃±5℃,16h,空冷或 750℃±5℃，4h，空冷

表1-3

直径/mm	保温时间/h	直径/mm	保温时间/h
≤3	1	>6～12.5	4
>3～6	2	>12.5	8

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
≤15	15～30	>15～25	30～45

 

品种规格

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。

冷拉棒材直径8～45mm圆棒及内切圆直径d8～36mm的六角形棒材。

外径1000mm、内径900mm、、高度130mm的轧制形件。

厚度不大于9.5的热轧板材、厚度不大于4.0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，其表面应全部磨光或车光。

机加工用热轧棒材以固溶处理并除氧化皮状态。

镦锻用冷拉棒材以冷拉磨光状态，机加工用冷拉棒材以冷拉经固溶处理并除氧化皮状态，热加工用棒材以制造状态并除氧化皮（对锻造厂用棒材应车光后供应，其表面粗糙度不小于3.2）。

轧制环形件以固溶处理和粗加工状态。

热轧板材、冷轧板材和带材经软化处理、碱酸洗、切边和平整左矫直。

熔炼和铸造工艺

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，或真空感应加真空电弧重熔，或真空感应熔炼加电渣重熔工艺。

1.8 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。

热性能

2.1.1 熔化温度范围熔点1405℃

2.1.2 热导率见表2-1。

表2-1

θ/℃	100	200	300	400	500	600	700	800	900
λ/（W/（m·C））	12.11	13.83	15.48	16.75	18.39	20.93	24.48	25.57	27.66

2.1.3、GH80A线膨胀系数 见表2-2表2-2

θ/℃	16～100	16～200	16～300	16～400	16～500	16～600	16～700
α/10-6C-1	12.18	12.86	13.69	14.08	14.50	14.94	15.36

2.2、密度

ρ=8.15g/cm3

2.3、电性能

室温ρ=1.23×10-6Ω.m。

2.4、磁性能

无磁性

2.5、化学性能

抗氧化性能在空气介质中试验100h的氧化速率

表2-3。

试验时间/h	700	750	800
氧化速率/(g/(m2.h))	0.037	0.041	0.047

3、组织结构

4.1、变相温度

4.2、时间-温度-组织转变曲线

4.3、合金组织结构 叶片毛坯按不同的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M23C5型晶界碳化物溶入固溶体。在冷却过程中晶界形成M7C3及M23C6型富铬碳化物。M7C3大约在1000℃以上沉淀出来，饼子较低温度下转变为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。

5、工艺性能与要求

5.1、成形性能

5.1.1、锻造 合金具有良好的锻造性能，钢锭加热温度在1120~1150℃，开锻温度不低于1000℃。停锻温度不低于950℃。

5.1.2、热轧板 轧制加热温度1120~1150℃，停轧温度不低于930℃。

5.2、焊接性能 合金可以进行自动对接氩弧焊和缝焊。