1. 概述
GH4199是一种基于Ni-Cr的沉淀硬化型变形高温合金,适用于温度不超过950℃的工作环境。该合金通过添加钨、钼和铬元素实现固溶强化,同时引入铝、钛元素以形成时效强化相,并辅以硼、镁元素以净化和强化晶界。GH4199合金以其高强度、优异的抗氧化性和焊接性能著称,特别是在900℃下,其抗拉强度超过490MPa,是同类板材中耐高温性能最优异的合金之一。其主要产品形态涵盖热轧和锻制棒材、热轧板、冷轧薄板、带材及管材。
2. 应用概况及特性
GH4199合金已广泛应用于航空发动机领域,特别是在950℃以下的工作环境中,如加力燃烧室隔热屏、可调喷口隔热屏、套筒等关键焊接承力组件及飞机机载设备零件。该合金在实际应用中表现出色,批产和使用情况均十分良好。然而,由于其高合金化程度和较大的变形抗力,合金的热、冷加工塑性相对较差,因此在加工过程中需严格控制锻(轧)制道次的冷变形量,以避免加工裂纹的产生。此外,合金在700℃~800℃长期时效后会有o相析出,需在设计和使用时加以考虑。
3. 材料牌号与相近牌号
· 材料牌号:GH4199(GH199)
· 相近牌号:3I199(B)K101、XH56BMTIO(俄)
4. 材料技术标准
GH4199合金遵循以下主要技术标准:
· GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
· Q/6S 1818 GH4199合金热轧和锻制棒材规范
· Q/6S 1819 GH4199合金冷轧薄板规范
· 辽新7-0074 GH199合金冷轧薄板技术条件
· 辽新7-0075 GH199合金棒材技术条件
· Q/GYB 517 GH4199合金冷轧带材
5. 熔炼工艺
GH4199合金采用先进的熔炼工艺,包括真空感应炉+真空自耗重熔或真空感应炉+真空电弧重熔,以确保合金成分的均匀性和纯度。
6. 化学成分
GH4199合金的化学成分严格遵循GB/T 14992标准,具体如表所示:
7. 热处理制度
GH4199合金在固溶状态下使用,其标准热处理制度依据不同产品形态有所不同:
· 热轧和锻制棒材:(1150~1200)℃/AC,保温时间依据材料直径确定。
· 板材和带材:(1100~1150)℃/WQ或AC,保温时间依据材料厚度确定。
8. 品种规格与供应状态
GH4199合金的主要规格及供应状态如下:
· 主要规格:d10mm~80mm热轧棒;d90~300mm锻制棒;0.5mm~4.0mm冷轧板;0.1mm~1.2mm冷轧带。
· 供应状态:棒材一般不经热处理直接供应;冷轧板经固溶+酸洗+矫正+切边后供应;冷轧带经固溶+酸碱洗+切边后成卷供应,进行光亮热处理后可省略酸碱洗步骤。
9. 工艺性能与要求
9.1 成形工艺与性能
GH4199合金的热加工温度范围为900℃~1200℃,最佳变形温度为1050℃~1150℃。其极限变形量与极限变形抗力随温度变化而变化,需严格控制锻(轧)制道次的冷变形量以防止加工裂纹。
9.2 焊接性能
GH4199合金具有良好的焊接性能,可采用氩弧焊、点焊、滚焊和电弧焊等多种焊接方法。对于厚壁或形状复杂的零件,建议在焊接前进行软化处理,以提高焊接质量。氩弧焊是常用的焊接方式之一,采用基体材料作为焊丝时焊后无需额外热处理。此外,使用HGH3533和HGH3367合金作为填充材料时也能获得良好的焊接接头性能