gh2132高温合金标准gh2132材料热处理制度
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GH2132合金是以AI、Ti、Mo强化的15Cr-25Ni-Fe时效硬化型铁基高温合金,经热处理后,其组织为奥氏体γ基体上弥散分布着细颗粒的y'强化相:从而具有良好的热稳定性、热强性、良好的塑性和切削加工性,在550~650℃温度下长期工作时组织和性能稳定,广泛用于在高温下长时间工作的部件。本厂生产的一些炼化设备的零部件,使用的就是GH2132合金。该合金可以生产各种形状变形产品,如:盘件、锻件、板、棒、丝和环形件等。
1 、品种规格与状态 可以供应各种规格的棒材、板材、丝材、盘件和环件。棒材、圆饼和环坯不经热处理;热轧板和冷轧板固溶+酸洗;冷拉棒材固溶+酸洗状态;冷镦丝可于固溶+酸洗盘状、或固溶+酸洗直条状、或固溶直条关磨光和冷拉等几种状态;冷拉焊丝于冷拉状态、或固溶+酸洗、或半硬态。
1、溶炼与铸造工艺 合金可采用非真空感应+电渣,电弧炉+电渣和电弧炉+真空电弧以及真空感应+真空电弧等工艺溶炼。
1、应用概况与特殊要求 在航空上主要用于在650℃以下工作的发动机压气机盘、涡轮盘、承力环、机匣、轴类、紧固件、和板材焊接承力件等。在国内该合金已在航空上获得较为广泛的应用。 [1]
gh21321
A-286 P.Q.A286 UNSS66286(美国)、GH2132(GH132)中国
gh21321执行标准
GJB 2611-1996
GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3020-1997 《航空用高温合金环坯规范》
GJB 3165-1998 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》
GJB 3167-1998 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3317-1998 《航空用高温合金热轧板规范》
GJB 3782-1999 《航空用高温合锻制圆饼规范》
GB/T 14992-2005 《高温合金牌号标准》
GB/T14993-1994 《转动部件用高温合金热轧棒材》
GB/T14994-1994 《高温合金冷拉棒材》
GB/T14995-1994 《高温合金热轧板》
GB/T14996-1994 《高温合金冷轧薄板》
GB/T14996-1994 《高温合金冷轧薄板》
GB/T14997-1994 《高温合金锻制圆饼》
GB/T14998-1994 《高温合金坯件毛坯》
GB/T15062-1994 《一般用途高温合金管》
gh21321.4、化学成分
合金化学成分见表1-1
C
Cr
Ni
Mo
Ti
Fe
≤0.08
13.5~16.0
24.0~27.0
1.00~1.50
1.90~2.30
余
V
B
Mn
Al
Si
P
S
0.10~0.50
0.001~0.010
1.00~2.00
≤0.35
≤1.00
≤0.030
≤0.020
注:1 冷拉棒、圆饼和环坯标准规定(Ti)1.80%~2.35%。
2 热轧和冷轧板材标准规定(B)0.003%~0.010%、(Mn)≤2.00%、(P)≤0.020%、(S)≤0.015%。
3 冷拉焊丝标准规定(Al)≤0.35%、(Ti)1.75%~2.35%、(Si)0.40%~1.00%、(P)≤0.020%、(S)≤0.015%。
4 冷镦用丝材标准规定 (Ti)1.75%~2.35%、(Si)0.40%~1.00%、(P)≤0.025%、(S)≤0.020%。
5 热轧和锻制棒材标准规定(Cu)≤0.25%。
1.5、)热处理制度 材料标准规定的热处理制度见表1-3;优质合金热处理制度为900℃±10℃,1-2h,油冷+750℃±10℃,16h,空冷。
表1-3
材料品种
热处理制度
棒材、圆饼
980~1000℃,1~2h,油冷+700~720℃,12~16h,空冷
热轧板、冷轧板
980~1000℃,空冷+700~720℃,16h,空冷
冷拉棒
980~1000℃,1~2h,油冷+700~720℃,16h,空冷
环件毛坯
980~990℃,1~2h,油冷+700~720℃,15h,空冷
冷镦用冷拉丝
980~1000℃,1~2h,水冷或油冷+700~720℃,16h,空冷
注:冷拉棒和冷镦丝标准规定,性能检验不合格时,可以不大于760℃时效16h,合格后交货。
GH2132合金通常采用的热处理为980℃固溶2h油冷)+720℃时效16h空冷),但这种热处理往往导致合金热处理后塑性偏低并出现缺口敏感性, 为此, 美国制定了FT, PWA-IM-4332热处理制度,即在标准热处理后再进行时效处理可,国内众多的研究单位及厂家对4332热处理制度进行研究表明:4332热处理制度有助于提高持久塑性并克服缺口敏感性。渤海物装兰州石油化工机械厂GH2132合金热处理基于4332热处理制度·热处理工艺曲线如图1、2所示,淬火加热采用高温箱式炉:时效加热采用中温箱式炉·要求经热处理后CH2132合金的硬度为269-341HB。
在实际生产过程中,按照图1、2工艺处理的GH2132合金棒料:曾在某些批次出现少量棒料硬度检验不合格:为223-262HB.低于工艺要求。对这经检验不合格的棒料按图1、2重新进行热处理,热处理后检查硬度,全部符合要求
原因分析
GH2132合金强化机理
GH2132合金是以Fe-15%Cr-25%Ni为基组成的稳定的奥氏体基体:加入Ti借助时效处理时析出弥散的y'相作为组要强化手段。少量的Al的加入主要用以稳定y'相;一部分Mo的加入主要溶解在奥氏体的固溶体基体中,以增强基体以及消除持久缺口敏感性;微量硼的加入主要富集在晶界,强化晶界;添加少量V和P·在合金含钛量较高时:可以避免引起持久缺口敏感性日,对GH2132合金进行热处理,主要是通过改善y'相的析出大小以及分布状态,以达到我们需要的性能。