GH141概述
 
   GH141是是沉淀硬化型鎳基變形高溫合金，在650～950℃范圍內(nèi)，具有高的拉伸和持久蠕變強(qiáng)度和良好的抗氧化性能。由于合金中鋁、鈦、鉬含量較高，鑄錠開(kāi)坯比較困難，但變形后的材料具有較好的塑性，在退火狀態(tài)下可以冷成形，也可進(jìn)行焊接，焊接部件熱處理時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效裂紋。合金的品種有薄板、帶、絲、盤(pán)件、環(huán)形件、鍛件、棒材、和精密鑄件等，適合于制造在870℃以下要求有高強(qiáng)度和980℃以下要求抗氧化的航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零部件。
 
  1.1GH141材料牌號(hào)GH141(GH4141)。
 
  1.2GH141相近牌號(hào)UNSN07041，Rene′41，R41，Carpenter41，PYROMET41，UNITEMP41，HynessalloyR41，J1610(美國(guó)）。 
 
  1.3GH141材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
 
  1.4GH141化學(xué)成分 見(jiàn)表1-1。
 
                             表1-1%
 
C Cr Ni Co Mo Al Ti B Fe Zr Mn Si P S Cu
不大于
0.06～0.12 18.0～20.0 余 10.0～12.0 9.00～10.50 1.40～1.80 3.00～3.50 0.003～0.010 5.00 0.07 0.50 0.50 0.015 0.015 0.50
 
注：航天用材可加入ω（Mg)<0.05%和ω(La)<0.035%。1.5GH141熱處理制度見(jiàn)表1-2。
 
                     表1-2
 
品種 熱處理制度
（航空）圓餅、環(huán)坯、環(huán)形件、棒、板材 規(guī)范Ⅰ:1080℃±10℃，快淬+1120℃±10℃，0.5h，空冷+900℃±10℃，1-4h，空冷
（航天）棒、盤(pán)件 規(guī)范Ⅱ:1080℃，4h，油冷+760℃，16h，空冷
規(guī)范Ⅲ:1065℃，4h，空冷+760℃，16h，空冷
板材 規(guī)范Ⅳ:1180℃，30min，空冷+900℃，4h，空冷
規(guī)范Ⅴ:1080℃，保溫不小于2.4min/mm，空冷+760℃，16h，空冷
 
  1.6GH141品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)可提供各種規(guī)格的圓餅、環(huán)坯、環(huán)形件、薄板、帶材、棒材、鍛件和精密鑄件等。板材于固溶狀態(tài)交貨，棒材和鍛件不經(jīng)熱處理交貨。 
 
  1.7GH141熔煉與鑄造工藝合金采用真空感應(yīng)熔煉、真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝。 
 
  1.8GH141應(yīng)用概況與特殊要求該合金廣泛用于制造航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫承力零部件，如導(dǎo)向葉片、燃燒室、渦輪、導(dǎo)向器高溫承力件、軸、盤(pán)、葉片和緊固件等，板材焊接件熱處理時(shí)的應(yīng)變時(shí)效裂紋，可采用焊前過(guò)時(shí)效處理或在焊前控制固溶處理后的冷卻速度的方法來(lái)解決，焊后再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)熱處理。
 
二、GH141物理及化學(xué)性能  
 
  2.1GH141熱性能 
 
2.1.1GH141熔化溫度范圍 1316～1371℃。 
 
2.1.2GH141熱導(dǎo)率 見(jiàn)圖2-1。 
 
                                    表2-1 
 
θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ/(W/(m·℃)) 8.37 10.47 12.56 15.07 17.17 19.56 21.35 23.45 25.96
 
 2.1.3GH141線膨脹系數(shù)見(jiàn)圖2-2。
 
                                    表2-2
 
θ/℃ 20～100 20～200 20～300 20～400 20～500 20～600 20～700 20～800 20～900
α1/10-6℃-1 10.54 11.69 12.24 12.78 13.08 13.48 14.21 14.97 15.91
 
2.2GH141密度 ρ=8.27g/cm3。 
 
2.3GH141電性能δ2mm板材的室溫電阻率見(jiàn)表2-3。
 
2-3
 
狀態(tài) ρ/(10-6Ω.m) 狀態(tài) ρ/(10-6Ω.m)
熱軋 1.31 1175℃，0.5h，空冷 1.33
1065℃，4h，空冷 1.25 1175℃，0.5h，空冷+900℃，4h，空冷 1.34
1065℃，4h，空冷+760℃，16h，空冷 1.27
 
 
 
2.4GH141磁性能見(jiàn)表2-4。
 
                                    表2-4
 
狀態(tài) 20℃下300Οe時(shí)的磁導(dǎo)率/(H/m)
1065℃，4h，空冷+760℃，16h，空冷 ＜1.002
1175℃，0.5h，空冷+900℃，4h，空冷 ＜1.002
 
 2.5GH141化學(xué)性能 
 
2.5.1GH141抗氧化性能在空氣介質(zhì)中的氧化速率見(jiàn)表2-5。
 
                                    表2-5
 
表面狀態(tài) θ/℃ 不同時(shí)間氧化速率/(g/(m2·h)) 表面狀態(tài) θ/℃ 不同時(shí)間氧化速率/(g/(m2·h))
25h 50h 75h 100h 200h 25h 50h 75h 100h 200h
磨光 900 0.240 0.150 0.120 0.095 0.066 磨光 1100 1.360 0.870 0.750 0.680 0.490
磨光 1000 0.610 0.410 0.320 0.260 0.182 W-2涂層 1100 0.496 0.494 0.413 0.356 ——-
 
三、GH141力學(xué)性能
 
3.1GH141技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
 
3.1.1GH141圓餅、環(huán)坯、環(huán)形件、大棒材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見(jiàn)表3-1。
 
                                     表3-1
 
材料標(biāo)準(zhǔn) 品種 熱處理制度 拉伸性能 HBS 持久性能
θ/℃ σb/MPa σP0.2/MPa δ5/% φ/% θ/℃ σ/MPa t/h δ/%
Q/5B4027-1992Q/3B4060-1992 圓餅、環(huán)坯、環(huán)形件、大棒材 1080℃±10℃，快淬＋1120℃±10℃，30min，空冷＋900℃±10℃，4h，空冷 760 ≥835 ≥620 ≥12 ≥15 ≥283 900 172 ≥20 -
 
 注：1環(huán)形件經(jīng)退火處理后的室溫硬度HBS≤363。
 
   2經(jīng)固件和時(shí)效處理后的室溫硬度HRC≥30(HBS≥283)。 
 
3.1.2GH141緊固件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見(jiàn)表3-2。 
 
                                     表3-2
 
材料標(biāo)準(zhǔn) 品種 熱處理制度 拉伸性能 持久性能
θ/℃ σb/MPa σP0.2/MPa δ5/% φ/% θ/℃ σ/MPa t/h
Q/6S1033-1992 緊固件 冷拉后1080℃±10℃，快淬＋1120℃±10℃，30min，空冷＋900℃±10℃，4h，空冷 20 ≥1070 - ≥8 ≥10 730 586 ≥30
760 ≥870 - ≥8 ≥10
 
 3.1.3GH141d90mm棒材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見(jiàn)表3-3。
 
 3-3
 
熱處理狀態(tài) θ/℃ 拉伸性能 HBS 沖擊韌性 持久性能
σb/MPa σP0.2/MPa δ5/% φ/% aKV/(kJ/m2) σ/MPa t/min
不小于
1065～1080℃，4h，油冷或空冷＋760℃，16h，空冷 20 1175 880 12 12 340 147
800 735 635 15 20 - 588 90
 
3.1.4GH141板材、帶材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見(jiàn)表3-4。
 
                                     表3-4
 
熱處理制度 厚度/mm θ/℃ 拉伸性能 HRC
σb/MPa σP0.2/MPa δ5/%
1080℃，保溫不小于2.4min/mm，空冷 0.4～2.9 20 ≤1170 ≤690 ≥30 ≤30
≥2.9～4.0 20 ≤1240 ≤795 ≥30 ≤30
固溶處理＋760℃，16h，空冷 ≤0.50 20 ≥1105 ≥825 ≥6 ≥35
760 ≥895 ≥760 ≥3 -
>0.50 20 ≥