K406合金的密度和力学性能

 K406合金概述

K406是一种具有中等强度的镍基铸造高温合金。该合金成分简单，不含稀缺贵重元素，因此成本较低。它具有良好的抗高温氧化和耐热腐蚀性能，同时具备良好的铸造和焊接工艺性能。在850℃长期时效中，合金的组织和性能稳定，不会析出σ相。然而，在磨削加工中有时可能出现磨削裂纹，但通过采用超软砂轮或缓进磨削工艺可以避免此问题。K406合金适用于制作850℃以下长期工作的燃气涡轮转子叶片、导向叶片以及其他高温零件。

 材料牌号：K406

相近牌号：GMR-235D(美国)，KJI-8(俄罗斯)

 材料的技术标准：HB 5157—1988《K406合金锭》

化学成分：见表

 热处理制度：980℃，保温5小时，空冷。

 熔炼与铸造工艺：采用真空感应炉熔炼母合金，并通过真空感应炉重熔浇注熔模精铸零件和试样。

 应用概况与特殊要求： 该合金在多种航空发动机上被广泛用作涡轮叶片或导向叶片，表现良好。类似的GMR-235D合金和B>KJI-8合金在国外的多种航空发动机上也被用于叶片和高温结构件，如调节片底板、骨架、低压涡轮外环等。

 物理及化学性能

 热性能

 熔化温度范围： 1260～1345℃

密度： p=8.05g/cm³

 力学性能

所有测试力学性能的试样都是用母合金锭经真空感应炉重熔后浇注而成，壳型内表面加入孕育细化剂，试样在机加工前都经过标准规范热处理。

 技术标准规定的性能： 见表

①持久性能试验可任选一项。

 室温及各种温度下的力学性能

 硬度： 室温硬度HRC35～38。

 组织结构

 相变温度

 时间-温度-组织转变曲线

 合金组织结构： 在标准热处理状态下，合金主要由Y固溶体、Y'相、MC碳化物和M3B2硼化物组成。此外，还含有少量的M2₃Cs碳化物。Y'相是合金的主要强化相，数量占30%～37%。MC碳化物约占1.5%。M3B2硼化物约占0.5%。经过长期时效后，合金不会出现TCP相，但Y相数量稍有增加，尺寸略有增大；MC碳化物逐渐分解为M2₃Cs碳化物，M3B2硼化物的形状由骨架条状转变为颗粒状。

 工艺性能与要求

 成形性能： 合金流动性好，热裂倾向性小，采用熔模铸造法可以铸造出形状复杂的涡轮叶片、导向叶片和其他零件。

 焊接性能： 该合金的焊接裂纹倾向性与其他合金相比见表。

①焊接裂纹倾向性试验按资料的方法进行。计算公式为：焊接裂纹倾向性=裂纹长度/焊缝长度%。

 零件热处理工艺： 980℃，保温5小时，空冷。

 表面处理工艺： 采用料浆渗铝法。

 切削加工与磨削性能： 合金易于切削加工，但在磨削加工时易出现磨削裂纹，采用超软砂轮或缓进磨削工艺可以避免此问题。