GH80A和GH145,gh80a合金定制

GH80AGH4080ANimonic80AUNSNO7080NiCr20TiAl镍基变形高温合金

材料牌号：GH80A

英国牌号：Nimonic80A

一、GH80A概述

GH80A以镍铬为基体，加铝钛形成γ′除铝含量略高外，其他相弥散强化的高温合金GH4033使用温度为700~800℃，在650～850℃具有良好的抗蠕变性和抗氧化性。该合金具有良好的冷热加工性能，主要供应热轧棒、冷拉棒、热轧板、冷轧板、带材和环形件，用于制造发动机转子叶片、导向叶片支架、螺栓、叶片锁板等部件。

1.1GH80A材料牌号GH80A。

1.2GH80A相近牌号Nimonic80A(英国)。

1.3GH80A材料技术标准

1.4GH80A化学成分

CCrNiAlTi

0.04～0.1018.0～21.0余1.00～1.801.8～2.7

CoFeBMnSiPSAgBiCuPb

2.01.500.0080.400.800.0200.0150.00050.00010.200.002

注：B允许按计算量添加微量Ce、Zr、Mg元素。

1.5GH80A热处理系统叶片用棒材为：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷。热轧、锻造、冷拉杆：按表12的规定进行。轧环：(1050~1080℃)±10℃，不大于2h，水冷＋750℃±5℃(或 700℃±5℃),4h(或16h),空冷。热轧板、冷轧板和带材为：供应状态+750℃±10℃，4h，空冷。

材料类型固溶处理制度及时性制度

热加工用热轧(或锻造)棒材1080℃±10℃，8h，空冷700℃±5℃,16h,空冷或750℃±5℃,4h,空冷

热加工用热轧(或锻造)棒材按制度①或②进行①1080℃±10℃,保温时间表13规定，油冷或水冷或空冷。(正常情况下，d≥40mm，油冷）②1080℃±10℃,保温时间表13规定GH80A和GH145 ，空冷 1080℃±10℃，保温30min，水冷

冷拉棒材料1080℃±10℃,保温时间按表14规定，水冷或空冷。

直径mm保温时间h直径mm保温时间h

≤31>6～12.54

>3～62>12.58

直径或截面尺寸较小mm保温时间min直径或截面尺寸较小mm保温时间min

≤1515～30>15～2530～45

1.6GH80A供应直径d20～55mm热轧棒的叶片直径不大于300mm的热轧或锻制棒材。冷拉棒材供应直径8～45mm圆棒及内切圆直径d8～36mm六角形棒材。供应外径。供应外径1000mm、内径900mm、高度130mm轧制形件。供应厚度不大于9.5mm热轧板的厚度不大于4.0mm冷轧薄板厚度不大于0.8mm冷轧带。叶片由热轧棒材供应，无需热处理，其表面应全部抛光或抛光。加工用热轧棒材固溶，氧化皮供应。冷拉杆材料在冷拉和抛光状态下供应，冷拉杆材料在冷拉和氧化皮状态下供应GH80A和GH145，热加工棒材以制造状态和氧化皮供应(锻造厂的棒材应在车光后供应，其表面粗糙度不小于3.2μm）。轧制环形件采用固溶处理和粗加工供应。热轧板、冷轧板、带材经软化、碱酸洗、切边、平整或矫直后供应。

1.7GH80A熔炼和铸造工艺叶片采用真空感应熔炼加电渣重熔工艺。轧制环和热轧、锻造和冷拉杆采用感应熔炼加电渣或真空感应熔炼加真空电弧重熔gh80a合金定制，或真空感应熔炼加电渣重熔工艺。

1.8GH80A本合金主要用于发动机转子叶片、导向叶片支架、风扇部件安装环、螺栓、叶片锁板等部件。

二、GH80A物理化学性能

2.1GH80A热性能

2.1.1GH80A熔化温度范围内的熔点1405℃[1]。

2.1.2GH80A热导率见表21。

表21[1]

θ℃100200300400500600700800900

λ(W(m·℃))12.1113.8315.4816.7518.3920.9323.4825.5727.66

2.1.3GH80A线膨胀系数见表22。

2.2GH80A密度ρ8.15gcm3[2]。

表22[2]

θ℃16~10016~20016~30016~40016~50016~60016~700

α106℃112.1812.8613.6914.0814.5014.9415.36

2.3GH80A电性能室温ρ1.23×106Ω.m[1]。

2.4GH80A磁性能无磁性。

2.5GH80A化学性能

2.5.1GH80A空气介质抗氧化性能试验100h氧化速率见表23。

表23[3]

θ℃700750800

氧化速率(g(m2·h))0.0370.0410.047

三、GH80A力学性能

GH80A涡轮叶片用棒材规定性能见表31。

技术标准样品串联对数持久性能

θ℃σMPa断裂时间h

单个平均值的范值(Rmax)(F)·()

WS9700919963750340≥23≥32≤0.6×实际平均值

四、GH80A组织结构

4.1GH80A相变温度

4.2GH80A时间温度组织转变曲线

4.3GH80A根据不同热处理规范处理合金组织结构叶片毛坯的组织特点：1080℃±10℃,8h,空冷处理：在1080℃时基体中的γ′相和一些M7C3及M23C6晶界碳化物溶解在固溶体中。晶界在冷却过程中形成M7C3和M23C6富铬碳化物。M7C3大约在1000℃上述沉淀，并在较低温度下转化为M23C6。M23C6在750～1000℃还可独立形成核，生成晶界碳化物。所以在1080℃±10℃,8h,空冷处理后，晶界呈现不连续状态M7C3和M23C6，晶内有γ′相和MC。

1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷处理：合金基于固溶组织700℃±5℃,16h时效，晶界M7C3继续转变为M23C6，因此，在晶界上沉淀称为连续M23C6，晶内的γ′相也长大成球形质点[4]。

五、GH80A工艺性能及要求

5.1GH80A成形性能

5.1.1GH80A锻造合金具有良好的锻造性能。钢锭加热温度为1120~1150℃，锻造温度不低于1000℃。停锻温度不低于950℃[2]。

5.1.2GH80A1120~1150℃，停轧温度不低于930℃[2]。

5.1.3GH80A涡轮叶片的锻造涡轮叶片应按规定的工艺要求喷涂防护润滑剂，干燥后可加热。电炉中加热零件毛坯，炉温800℃±20℃，保温60min，加热温度1090℃±10℃GH80A和GH145gh80a合金定制 ，保温35min，开锻温度1090℃，停锻温度950℃，在卧锻机上锻造，锻造前用二硫化钼润滑模具。零件毛坯锻造的中间工艺应固溶，加热温度1130℃±10℃，保温60min，空冷。吹砂后，按规定的工艺要求喷涂防护润滑剂gh80a合金定制，烘干后入炉加热。零件毛坯按上述规定安装、加热、保温，最终锻造在曲柄压力机上，锻造前用二硫化钼润滑模具。

5.2GH80A氩弧焊和缝焊可自动对接焊接性能合金。

5.2.1GH80A无焊丝自动钨极氩弧焊(对接)规范见表51。

表51[2]

厚度mm焊前状态电流A电压V焊速(mmin)垫板气体流量(Lmin)背气流(Lmin)钨极直径mm焊嘴直径mm

1.2软态5510～120.214.571.510～155～62～410～14

注：焊接前用砂布打磨样品，用丙酮清洗，厚度不大于1.2mm板材不加焊丝，一次焊接成型。

5.2.2GH80A缝焊规范见表52。

表51[2]

厚度mm焊前滚盘宽度mm功率级电压V脉冲格休止热量格焊接速度(mmin)电极压力N

1.2软态5.56.5339015155～80.158728

5.2.3GH80A焊接接头的力学性能见表53。

表53[2]

焊接方法接头厚度mm焊接前状态焊接后状态接头强度系数%

θ℃σbMPa

自动氩弧焊对接1.2软态1080℃±10℃,8h,空冷＋750℃±5℃,4h,空冷201138～1236100

缝焊搭接1.2软态20950～108085

注：本表数据时有两批板材，每批2个样品的拉伸试验数据处理结果。

5.3GH80A零件热处理工艺零件的热处理工艺按照相应的材料技术标准进行。板材和带材的冲洗 压成形件，在每成形一次后需进行中间真空退火，1060℃±10℃,10min,氩气风扇冷却，零件的最终热处理是在真空炉中进行时效处理，750℃±10℃,4h,氩气风扇冷却。对于叶片在固溶后（时效前）制造过程中产生的局部加工硬化应按规定的要求进行氩气或氢气保护表面退火，退火温度1070～1090℃。

{n}{n}{n}

{n}　　5.4GH80A表面处理工艺

{n}{n}{n}

{n}　　5.5GH80A切削加工与磨削性能GH80A具有良好的机加工性能，完全热处理状态具有好的机加工性能。

{n}