GH4738、GH738

GH4738
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一、GH4738介紹：
GH4738是Ni-Cr-Co基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度小于815攝氏度。合金加入鉻、鉬和鈷元素進行固溶強化，加入鋁、鈦元素形成沉淀強化相，加入硼、鋯元素凈化和強化晶界。合金有良好的高溫強度。合金具有較高的耐熱腐蝕性能和抗氧化性能，加工塑性良好和組織性能穩定。
二、GH4738應用和特性：
GH4738應用于航空、航天、石油、化工及發電等設備旋轉部件等領域，如氣壓機葉片、渦輪,盤和大型螺栓等。合金在650-815攝氏度內的缺口持久表明，該合金無缺口敏感性。合金在時效后無新相析出，組織穩定。
三、GH4738相近牌號：

高溫新名稱	高溫舊名稱	耐蝕新名稱	耐蝕舊名稱	國標牌號
GH4738	GH500
日本JIS	美標ASTM	美標UNS、SAE	德標DIN	歐洲EN

四、GH4738化學成分：

碳C	硅Si	錳Mn	磷P	硫 S	鉻Cr
0.03-0.1	≤0.15	≤0.1	≤0.015	≤0.015	18-21
鎳Ni	鉬Mo	鈷Co	銅Cu	鐵Fe	鈮Nb
余	3.5-5	12-15	≤0.1	≤2	-
硼B	鈦Ti	鋁Al	Zr	鎢W	鈰Ce
0.003-0.01	2.75-3.25	1.2-1.6	0.02-0.08	-	-

注：微量雜質為ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。
5、GH738熱處理制度：1080℃±10℃，4h，空冷＋840℃，24h，空冷＋760℃，16h，空冷。
6、GH738品種規格和供應狀態：可生產棒材、型材、鍛坯、環形件、厚板、薄板、帶材、管材、絲材、砂型鑄件、精密鑄件和緊固件等，通常不經熱處理交貨，板材固溶處理后交貨。
7、GH738熔煉和鑄造工藝：采用真空感應熔煉加真空電弧重熔工藝。
8、GH738應用概況與特殊要求：該合金在國外廣泛用于航空發動機和燃氣輪機，主要用作渦輪葉片及渦輪盤等轉動件，有成熟的使用經驗。由于該合金含鈷較高，在國內較少采用。
二、GH738物理及化學性能：
1、GH738熱性能：
(1)、GH738熔化溫度范圍：1330～1360℃。
(2)、GH738熱導率：見表2-1。
表2-1^[1]

θ/℃	360	460	545	640	770	855	985
λ/(W/(m·℃))	16.8	18.3	20.2	22.4	24.1	25.3	28.0

(3)、GH738比熱容見表2-2。
表2-2^[1]

θ/℃	360	460	545	640	770	855	985
c/(J/(kg.℃))	515	540	573	603	640	665	707

(4)、GH738線膨脹系數：見表2-3
表2-3^[1]

θ/℃	20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900
α/10^-6℃^-1	12.47	12.73	13.04	13.53	13.97	14.47	15.05	15.68	15.95

2、GH738密度：ρ=8.22g/cm³。
3、GH738電性能：
4、GH738磁性能：合金無磁性。
5、GH738化學性能：
(1)、GH738抗氧化性能：合金在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表2-4。
(2)、GH738耐腐蝕性能：合金抗鹽霧腐蝕能力良好。
表2-4^[1]

θ/℃			900	1000
氧化速率/(g/(m²· h))			0.083	0.226
溫度0/℃	20	600			700
彈性模量E/GPa	215	166			137

三、GH738力學性能：GH738技術標準規定的性能：見表3-1。
表3-1

拉伸性能				HBS	持久性能
θ/℃	σ_b/MPa	δ₅/%	φ/%		θ/℃	σ/MPa	t/h	δ₅/%
	不小于						不小于
815	608	20	32	299～387	815	328	23	8

七、GH4738力學性能:

品種	熱處理	溫度0/°C	拉伸強度Σb\MPa ≤	延伸率A/% ≥	斷面收縮Z/%≥
熱軋棒	供應狀態	20	1035	25	-

四、GH738組織結構：
1、GH738相變溫度：合金中γ′相的溶解溫度為980～1050℃，開始從基體中析出溫度為630℃，析出峰值溫度為800℃。合金中M₂₃C₆碳化物相的開始析出溫度為700℃，完全溶解溫度為1020℃。
2、GH738時間-溫度-組織轉變曲線：
3、GH738合金組織結構：
經標準熱處理后，除奧氏體基體外，該合金經650℃和730℃長期時效至3000h，γ′相的數量變化不明顯，分別約有3%和1%左右的補充析出，γ′相大小分別從146nm長大至196nm和177nm。碳化物MC向M₂₃C₆轉化，碳化物總量略有增加，從時效前占基體總量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在長期時效過程中無新相析出，組織穩定。
五、GH738工藝性能與要求：
1、GH738成型性能：
(1)、GH738合金塑性圖見圖5-1。
(2)、GH738合金的再結晶圖見圖5-2。

(3)、GH738該合金熱加工塑性良好，是比較好成形的鎳基高溫合金。鍛造開坯加熱溫度1150～1170℃，適宜的熱加工溫度為1040～1170℃，終鍛溫度不低于1000℃。渦輪葉片鍛造溫度通常采用1070～1110℃范圍，模鍛最小變形量應大于25%。應避免在高溫（1180℃）下小變形量（約10%）熱加工，此時可能在晶界上形成連續的MC型碳化物薄膜，導致缺口敏感。在較低溫度下（980～1080℃）熱變形，晶界上很少形成MC碳化物薄膜，只有不連續的M₂₃C₆型碳化物，熱處理后可獲得均勻的4～5級晶粒度，綜合性能良好。
2、GH738零件熱處理工藝：零件熱處理時應注意防止零件表面元素貧化，加熱應均勻。
3、GH738表面處理工藝：該合金用做渦輪葉片和渦輪盤等轉動件時，為了提高疲勞性能，進行氬氣保護消除應力退火，以及噴丸處理。為提高渦輪葉片耐燃氣腐蝕及熱疲勞性能，可進行擴散滲鋁處理。
七、GH4738加工處理和焊接性能:
合金焊接較為困難，可采用氬弧焊焊接。一般在固溶狀態下焊接并采用同種合金作為焊絲。熱處理后的焊縫高溫強度比母材熱處理后的強度稍低，因此焊縫不應處于高應力部位。焊后的部件需再此進行固溶處理。
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