GH901高温合金是一种镍-铁基沉淀硬化型变形高温合金,以其优异的高温强度、抗氧化性和组织稳定性广泛应用于航空发动机、燃气轮机等领域。以下是其加工工艺与技术标准的综合解析:
一、材料特性与标准体系
材料分类
GH901属于Fe-Ni-Cr基奥氏体时效硬化合金,通过γ'相(Ni₃Ti)和γ''相(Ni₃Nb)弥散强化,650℃以下具有高屈服强度(≥830 MPa)和持久强度。其国际通用牌号为Incoloy 901,国内对应牌号GH2901,两者成分与性能完全一致。
执行标准
国内标准:GB/T 14992-2005(高温合金分类与牌号)、WS9-7029系列(航空用GH901锻件、棒材等)
国际标准:ASTM B 564(镍基合金锻件)、AMS 5832(航空材料规范)
二、加工工艺要点
热加工
锻造:始锻温度1150℃,终锻温度≥900℃,避免在650-870℃区间缓慢冷却(易析出σ相)。
轧制:多道次温轧配合中间退火,总变形量60-80%。
热处理
固溶处理:1090-1150℃保温1-2小时,水冷/油冷以抑制γ'相过早析出。
时效处理:
一级时效:720-805℃保温4-8小时,空冷;
二级时效:700-730℃保温16-24小时,炉冷至300℃后空冷。
焊接与机械加工
采用氩弧焊,需使用GH901同质焊丝(如ERNiCrMo-3),焊后需重新固溶+时效处理。
切削加工需控制进给量和冷却条件,避免加工硬化。
三、质量控制与检测
组织控制:动态再结晶细化晶粒至ASTM 5-7级,γ'相尺寸控制在20-50 nm。
性能测试:
650℃屈服强度≥830 MPa,760℃氧化增重率<0.1 g/m²·h。
持久寿命测试需满足ASTM E8/E8M标准。
四、典型应用场景
航空发动机:涡轮盘、压气机盘、紧固件(650℃以下)。
燃气轮机:转动件、静结构件、涡轮外环。
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