镍基变形高温合金GH738

材料牌号：GH738、GH738 (GH4738)
美国牌号：Waspaloy
法国牌号：NC20K14
 
一、GH738概述
    GH738是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件，使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。
    1.1 GH738材料牌号  GH738
    1.2 GH738相近牌号  Waspaloy(美国)，NC20K14(法国)
    1.3 GH738材料的技术标准
    1.4 GH738化学成分  见表1-1。
                                         表1-1                                        %

    注：微量杂质为ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。                                     
    1.5 GH738热处理制度 1080℃±10℃，4h，空冷＋840℃，24h，空冷＋760℃，16h，空冷。
    1.6 GH738品种规格和供应状态 可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等，通常不经热处理交货，板材固溶处理后交货。
    1.7 GH738熔炼和铸造工艺 采用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。
    1.8 GH738应用概况与特殊要求 该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机，主要用作涡轮叶片及涡轮盘等转动件，有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高，在国内较少采用。
二、GH738物理及化学性能
    2.1 GH738热性能
2.1.1 GH738熔化温度范围 1330～1360℃。
2.1.2 GH738热导率 见表2-1。
                                                    表2-1[1]

    2.1.3 GH738比热容 见表2-2。
                                             表2-2[1]

2.1.4 GH738线膨胀系数 见表2-3。
                                                                                                         表2-3[1]

    2.2 GH738密度  ρ=8.22g/cm3。
2.3 GH738电性能 
    2.4 GH738磁性能  合金无磁性。 
    2.5 GH738化学性能
2.5.1 GH738抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。 
2.5.2 GH738耐腐蚀性能 合金抗盐雾腐蚀能力良好。
                                             表2-4[1]

 
 
三、GH738力学性能
3.1 GH738技术标准规定的性能 见表3-1。
                                             表3-1

四、GH738组织结构
    4.1 GH738相变温度 合金中γ′相的溶解温度为980～1050℃，开始从基体中析出温度为630℃，析出峰值温度为800℃。合金中M23C6碳化物相的开始析出温度为700℃，完全溶解温度为1020℃。    
    4.2 GH738时间-温度-组织转变曲线 
4.3 GH738合金组织结构 经标准热处理后，除奥氏体基体外，还有γ′相，其化学式为(Ni0.883Fe0.03Cr0.048Co0.039)3.28(Al0.38Ti0.62Mo痕迹)，该相总量占合金重量的20%。此外，还有M23C6型碳化物，其化学式近似为(Cr0.746Mo0.094Ni0.084Co0.041Fe0.023Ti0.012)23C6。另外，还有少量的Ti(CN)和TiN等相。
该合金经650℃和730℃长期时效至3000h，γ′相的数量变化不明显，分别约有3%和1%左右的补充析出，γ′相大小分别从146nm长大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6转化，碳化物总量略有增加，从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效过程中无新相析出，组织稳定。