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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，具有高的拉伸和持久蠕變強度和良好的抗氧化性能。由于合金中鋁、鈦、鉬含量較高，鑄錠開坯比較困難，但變形后的材料具有較好的塑性，在退火狀態下可以冷成形，也可進行焊接，焊接部件熱處理時易產生應變時效裂紋。合金的品種有薄板、帶、絲、盤件、環形件、鍛件、棒材、和精密鑄件等，適合于制造在870℃以下要求有高強度和980℃以下要求抗氧化的航空、航天發動機高溫零部件。
 
  1.1GH141材料牌號GH141(GH4141)。
 
  1.2GH141相近牌號UNSN07041，Rene′41，R41，Carpenter41，PYROMET41，UNITEMP41，HynessalloyR41，J1610(美國）。 
 
  1.3GH141材料的技術標準
 
  1.4GH141化學成分 見表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熱處理制度見表1-2。
 
                     表1-2
 
品種 熱處理制度
（航空）圓餅、環坯、環形件、棒、板材 規范Ⅰ:1080℃±10℃，快淬+1120℃±10℃，0.5h，空冷+900℃±10℃，1-4h，空冷
（航天）棒、盤件 規范Ⅱ:1080℃，4h，油冷+760℃，16h，空冷
規范Ⅲ:1065℃，4h，空冷+760℃，16h，空冷
板材 規范Ⅳ:1180℃，30min，空冷+900℃，4h，空冷
規范Ⅴ:1080℃，保溫不小于2.4min/mm，空冷+760℃，16h，空冷
 
  1.6GH141品種規格與供應狀態可提供各種規格的圓餅、環坯、環形件、薄板、帶材、棒材、鍛件和精密鑄件等。板材于固溶狀態交貨，棒材和鍛件不經熱處理交貨。 
 
  1.7GH141熔煉與鑄造工藝合金采用真空感應熔煉、真空感應熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝。 
 
  1.8GH141應用概況與特殊要求該合金廣泛用于制造航空、航天發動機高溫承力零部件，如導向葉片、燃燒室、渦輪、導向器高溫承力件、軸、盤、葉片和緊固件等，板材焊接件熱處理時的應變時效裂紋，可采用焊前過時效處理或在焊前控制固溶處理后的冷卻速度的方法來解決，焊后再進行標準熱處理。
 
二、GH141物理及化學性能  
 
  2.1GH141熱性能 
 
2.1.1GH141熔化溫度范圍 1316～1371℃。 
 
2.1.2GH141熱導率 見圖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線膨脹系數見圖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表2-3。
 
2-3
 
狀態 ρ/(10-6Ω.m) 狀態 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磁性能見表2-4。
 
                                    表2-4
 
狀態 20℃下300Οe時的磁導率/(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化學性能 
 
2.5.1GH141抗氧化性能在空氣介質中的氧化速率見表2-5。
 
                                    表2-5
 
表面狀態 θ/℃ 不同時間氧化速率/(g/(m2·h)) 表面狀態 θ/℃ 不同時間氧化速率/(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力學性能
 
3.1GH141技術標準規定的性能
 
3.1.1GH141圓餅、環坯、環形件、大棒材標準規定的性能見表3-1。
 
                                     表3-1
 
材料標準 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、環坯、環形件、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環形件經退火處理后的室溫硬度HBS≤363。
 
   2經固件和時效處理后的室溫硬度HRC≥30(HBS≥283)。 
 
3.1.2GH141緊固件標準規定的性能見表3-2。 
 
                                     表3-2
 
材料標準 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棒材標準規定的性能見表3-3。
 
 3-3
 
熱處理狀態 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、帶材標準規定的性能見表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 ≥