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GH4099棒 镍基时效合金GH99棒 高温合金GH4099板 承力焊接结构件
1.1概述
GH4099（GH99）是NI-CR基沉淀硬化型变形高温合金， 900℃以下可以长期使用，短时最高工作温度可达1000℃。合金加入铬、钴、钨、和钼元素进行固溶强化，加入铝和钛元素形成时效强化相，加入硼、铈和镁元素净化和强化晶界。合金具有较高的热强性、组织稳定，并具有满意的冷热加工成型和焊接工艺性能。适合于制造航空发动机燃烧室和加力燃烧室等高温焊接结构件。
1.2应用概况及特性
合金板材已用于制造航空发动机加工可调喷口壳体、加力筒体等零件；轧制棒材已用于制造航空发动机的压气机叶片；锻制棒材已用于制造大型舰用燃气轮机的结构部件。用该合金制造的大型板材结构件，可在固溶处理后不经时效处理直接使用。合金经700℃-950℃长期时效后没有发现害相。
GH4099(GH99)
ЭП693，ХН68МВКТЮР(俄罗斯)
GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
GJB 1952A航空用高温合金冷轧薄板规范
HB5332 GH99合金冷轧薄板
HB 5333 航空用HGH99合金焊丝技术条件
HB/Z140 航空用高温合金热处理工艺
QJ/DT 0160018航空发动机用GH99合金热轧棒材技术条件
QJ/DT 0160020航空发动机用GH99合金热轧棒材技术条件
QJ/DT 0160021地面燃机用大规格GH99合金棒材技术条件
1.6熔炼与铸造工艺
合金采用真空感应炉加电渣重熔工艺生产。
1.7化学成分
C | Cr | Ni | W | Mo | Al | Co | Ti |
≤0.08 | 17.00～20.0 | 余量 | 5.00～7.00 | 3.50～4.50 | 1.70～2.40 | 5.00～8.00 | 1.00～1.50 |
Fe | B | Mg | Ce | Mn | Si | P | S |
≤2.00 | ≤0.005 | ≤0.010 | ≤0.020 | ≤0.40 | ≤0.50 | ≤0.015 | ≤0.015 |
摘自HB/Z140、QJ/DT0160018、QJ/DT0160020和QJ/DT0160021，各品种标准热处理制度为：
a冷轧板，（1080~1140）℃（最高不超过1160℃），空冷或快冷，其中δ≤3mm，保温（8~10）min, δ3 mm~5 mm,保温（10~15）min，HB≤300HV;
b热轧棒，制度Ⅰ：（1080~1120）℃*1h/AC（保温1小时空冷）；
制度Ⅱ：1090℃±10℃*2h/AC +900℃±10℃*5h/AC；
制度Ⅲ：1000℃±15℃*4h/AC +700℃±10℃*16h/AC；
c 大规格锻棒，1130℃±10℃*（30~40）min/AC +900℃±10℃*4h/AC
D 焊丝，固溶处理（1100~1140）℃/AC
1.9品种规格
供应δ0.8～4.0mm的冷轧薄板；d0.2~10mm的冷拉丝材，d8~350mm锻材
2.1.1、GH4099(GH99) 熔化温度范围 1345～1390℃
2.1.2、GH4099(GH99) 热导率
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
λ/（W/（m·C）） | 10.47 | 12.56 | 14.24 | 15.91 | 18.00 | 19.68 | 21.77 | 23.45 | 25.54 | 27.21 |
2.1.3、GH4099(GH99) 线膨胀系数
θ/℃ | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～900 | 20～1000 |
α/10-6C-1 | 12.0 | 12.4 | 12.8 | 13.0 | 13.7 | 14.2 | 14.7 | 15.1 | 15.3 | 17.4 |
2.1.4热扩散率
θ/℃ | 10 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Q/（10-6m2/S）） | 2.5 | 2.7 | 3.0 | 3.3 | 3.6 | 3.9 | 4.0 | 4.3 | 4.4 | 4.55 |
ρ=8.47g/cm3
θ/℃ | 14 | 110 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
ρ/（10-6Ω.M）） | 1.373 | 1.403 | 1.414 | 1.427 | 1.440 | 1.443 | 1.457 | 1.452 | 1.423 | 1.393 | 1.357 |
2.4、GH4099(GH99) 磁能型 合金无磁性
2.5.1、GH4099(GH99) 抗氧化性能
2.5.1.1、GH4099(GH99) 合金在空气介质中试验100h的氧化速率和晶界氧化深度
θ/℃ | 800 | 900 | 1000 | 1010 |
氧化速率/(g/m2·h) | 0.017 | 0.084 | 0.212 | 0.481 |
晶界氧化深度/mm | 0 | 0.0064~0.0086 | 0.0160~0.0192 | 0.0288~0.0320 |
3.1.1、 合金锻造装炉温度≤700℃，加热温度1120~1160℃，开锻温度不低于1050℃，终锻温度不低于980℃。板坯热轧加热温度1110~1150℃，终轧温度不低于850℃。板材荒轧加热温度1130~1150℃，精轧加热温度为1110~1130。
3.1.2、 合金的极限深冲系数为2.08，极限翻边系数为1.64，最小问去半径小于0.77δ，极限旋薄率为 71.7%
3.1.3、当冷变形两位30%时，板材的开始再结晶温度为900℃，再结晶温度为1080℃。
合金具有满意的焊接工艺性能，十字塔接焊接裂纹倾向性小于15%，可以用手工氩弧焊、自动钨级氩弧焊、缝焊和点焊等方法进行联合焊接。电阻罕见的待焊表面进行酸洗。该合金可与GH3030、GH3044、GH3128等高温合金，进行氩弧焊和缝焊。
3.3.1、零件热处理前后应将表面油污和其他脏污清洗干净，以免在热处理时引起表面局部腐蚀。
3.3.2、零件热处理后的氧化皮，可用吹砂方法或用含有氢氟酸的酸洗液清洗干净。零件在进行电阻焊前必须用含有氢氟酸的酸洗液清理表面。
GH4099无缝管、GH4099钢板、GH4099圆钢、GH4099锻件、GH4099法兰、GH4099圆环、GH4099焊管、GH4099钢带、GH4099直条、GH4099丝材及配套焊材、GH4099圆饼、GH4099扁钢、GH4099六角棒、GH4099大小头、GH4099弯头、GH4099三通、GH4099加工件、GH4099螺栓螺母、GH4099紧固件。
