渦輪葉片是燃氣渦輪機中渦輪段的關(guān)鍵構(gòu)成器件。高速運轉(zhuǎn)的葉片承擔將高溫高壓的氣流吸進燃燒機，以維持引擎的工作中。為了更好地能確保在高溫高壓的極端化環(huán)境下平穩(wěn)長期工作中，渦輪增壓葉片通常采取高溫合金鍛造，并采取不一樣形式來冷卻比如內(nèi)部氣流冷卻、邊界層冷卻、亦或采取維護葉片的熱障鍍層等形式來確保運行時的可靠性。在蒸汽渦輪機和燃氣渦輪機中，葉片的金屬疲勞是發(fā)動機故障最關(guān)鍵的因素。渦輪機葉片一般承擔很大的工作中應(yīng)力和較高的工作中溫度,且應(yīng)力和溫度的轉(zhuǎn)變也較頻繁和強烈,除此之外也有浸蝕和磨損狀態(tài)難題,其對工作中標準的規(guī)定十分嚴苛,因而要求葉片的加工精度很高。

渦輪增壓葉片務(wù)必采取高溫合金鍛造，那樣才能夠確保發(fā)動機在運作全過程中不容易由于溫度太高造成金屬疲勞，由于金屬材料一旦疲憊是發(fā)動機產(chǎn)生故障最關(guān)鍵的因素。渦輪增壓葉片往往挑選高溫合金還有一部份的因素是由于葉片也要充分考慮腐蝕和磨損狀態(tài)的難題，而高溫合金里邊的鎳鉻元素能夠非常好控制葉片的腐蝕的磨損這種不利發(fā)動機長期性工作中的難題。

好啦，接下來上海墨鉅為大家整理了渦輪增壓葉片較為常見的高溫合金之一GH4169,下面會從GH4169的成份性能運用主要用途等層面詳細介紹材料的每個特點，從側(cè)邊掌握渦輪增壓葉片的要求和基本原理。

GH4169是一種沉淀強化鎳基高溫合金，在-253～650℃溫度區(qū)域內(nèi)具備優(yōu)良的綜合性性能，650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的第一位，并具備優(yōu)良的緩解疲勞、防輻射、抗氧化性、抗腐蝕性能，及其優(yōu)良的生產(chǎn)加工性能、電焊焊接性能優(yōu)良?？梢陨a(chǎn)制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能發(fā)電、石化工業(yè)及沖壓模具中，在所述溫度區(qū)域內(nèi)得到 了極其普遍的運用。

該合金的另一特性是合金機構(gòu)對熱加工尤其敏感，把握合金中相析出和溶解規(guī)律性及組織與加工工藝、性能的內(nèi)在聯(lián)系，可對于不一樣的應(yīng)用規(guī)定制定合理、行得通的工藝規(guī)程，就能得到 可滿足不一樣抗壓強度級別和應(yīng)用規(guī)定的各種各樣零件。供貨的種類有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、餅形、環(huán)件、板、帶、絲、管等?？勺龀杀P、環(huán)、葉片、軸、標準件和隔振器、板材零部件、機匣等零部件在航空上長期性應(yīng)用。

材料型號

GH4169(GH169）

相近型號

Inconel718（英國），NC19FeNb(荷蘭）

標準規(guī)范

GJB2612-1996《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》

HB6702-1993《WZ8系列用GH4169合金棒材》

Q/6S1034-1992《高溫緊固件用GH4169合金棒材》

Q/3B548-1996《GH4169合金鍛件》

Q/3B548-1996《GH4169合金鍛件》

Q/3B4048-1993《YZGH4169合金棒材》

Q/3B4050-1993《GH4169合金板材》

Q/3B4051-1993《GH4169合金絲材》

GB/T14992-2005《高溫合金》

GH4169成分

該合金的成分分成3類：規(guī)范成份、優(yōu)質(zhì)成份、高純成份，件表1-1。優(yōu)質(zhì)成份的在規(guī)范成份的基本上降碳增鈮，進而降低碳化鈮的總數(shù)，降低疲憊源和提高加強相的總數(shù)，提升抗疲勞的成分，提升原材料的純度和綜合性能。

核能發(fā)電運用的GH4169合金，需調(diào)節(jié)硼的成分（別的原素成份不會改變），實際成分有工藝流程雙方商議明確。當ω（B）≤0.002%時，為與宇航工業(yè)級的GH4169合金多方面差別，合金型號為GH4169A。

GH4169熱處理制度

合金具備不一樣的熱處理工藝制度，以調(diào)節(jié)晶粒大小、調(diào)節(jié)δ相形貌、遍布和總數(shù)，進而得到 不一樣級別的力學(xué)性能。合金熱處理工藝規(guī)章制度分3類：

Ⅰ：(1010~1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷散熱+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經(jīng)此制度解決的原材料晶體鈍化處理，位錯和晶內(nèi)均無δ相，存有空缺敏感度，但對提升沖擊性性能和抵御超低溫氫脆有利。

Ⅱ：(950~980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷散熱+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

Ⅲ：720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經(jīng)此制度處理后，原材料中的δ相比少，能提升原材料的抗壓強度和沖擊性性能。該制度也稱之為直接時效性熱處理工藝制度。

GH4169規(guī)格型號與情況

可供貨模鍛件（盤、盤總體鍛件）、餅、環(huán)、棒（鍛棒、軋棒、冷拉棒）、板、絲、帶、管、不一樣形狀和規(guī)格的標準件、隔振器等。供貨情況有甲乙雙方商談。絲材以商談的供貨情況成盤裝供貨。

GH4169加工工藝

合金的冶煉廠加工工藝分成3類：真空感應(yīng)電渣重熔；真空感應(yīng)加真空泵電孤重熔；真空感應(yīng)加電渣重熔加真空電孤重熔?？梢罁?jù)零件的應(yīng)用規(guī)定，挑選需要的冶煉廠加工工藝，考慮運用規(guī)定。

GH4169運用與規(guī)定

生產(chǎn)制造航空和航天發(fā)動機中各種各樣靜止件和轉(zhuǎn)動件，如盤、環(huán)件、機匣、軸、葉片、標準件、隔振器、天然氣軟管、密封性元器件等和電焊焊接零部件；生產(chǎn)制造核能發(fā)電工業(yè)生產(chǎn)運用的各種各樣隔振器和層架；生產(chǎn)制造原油和化工廠行業(yè)運用的零件以及他零件。

近些年，在對該合金科學(xué)研究持續(xù)推進和對該合金運用不斷發(fā)展的基本上，為保證質(zhì)量和控制成本，發(fā)展趨勢了許多加工工藝：真空電孤重熔時采取氦氣制冷加工工藝，合理的緩解鈮縮松；采取噴射成形加工工藝生產(chǎn)制造環(huán)件，控制成本和減少生產(chǎn)周期；采取超塑成型加工工藝，擴張產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。

GH4169作用考評

用該合金生產(chǎn)制造的渦輪增壓盤、甩擋油板、總體電機轉(zhuǎn)子、軸、標準件等零件已依照發(fā)動機常用的型號規(guī)格標準，在發(fā)動機零、器件實驗中根據(jù)了超轉(zhuǎn)、破裂、低循環(huán)系統(tǒng)疲勞測試；根據(jù)了高處臺試運行個長期性（使用壽命）試運行及首飛發(fā)送的考評，做到了設(shè)計方案和運用的規(guī)定。

GH4169性能

因GH4169合金中鈮成分高，合金中的鈮偏析成分都和冶金工業(yè)加工工藝直接有關(guān)。電渣重熔和真空電孤冶煉的冶煉速率和電級棒的品質(zhì)情況直接危害材料的好壞。熔速快，易產(chǎn)生富鈮的黑斑；熔速慢，會產(chǎn)生貧鈮的白斑；電級棒工藝性能差和電級棒內(nèi)部有裂痕，均易造成 白斑的形成，因此，提升電級棒品質(zhì)和調(diào)節(jié)熔速及提升鋼錠的凝結(jié)速度是冶煉廠加工工藝的首要條件。為防止鋼錠中的原素偏析過重，迄今采取的鋼錠直徑不超508毫米。品均化加工工藝務(wù)必保證鋼錠中的L相徹底溶解。鋼錠兩環(huán)節(jié)均勻分布化和正中間坯二次均勻分布化處理的時間，依據(jù)鋼錠和正中間坯的直徑而定。均勻分布化加工工藝的調(diào)節(jié)與原材料中鈮的偏析水平直接有關(guān)。

現(xiàn)階段生產(chǎn)制造中采取的1160℃，20h+1180℃，44h的均勻分布化加工工藝，尚不能清潔鋼錠中心點的縮松，

因而提議采取下列加工工藝：

1.1150℃~1160℃，20h~30h+1180℃~1190℃，110h~130h；

2.1160℃，24小時+1200℃，70h。

5.1.2經(jīng)均勻分布化解決的合金具備優(yōu)良的熱處理性能。鋼錠的初軋加溫溫度不可超出1120℃。鍛件的鑄造工藝應(yīng)依據(jù)鍛件應(yīng)用情況和運用規(guī)定，融合生產(chǎn)廠家的標準而定。初軋和生產(chǎn)制造鍛件時，正中間淬火溫度和終端溫度務(wù)必跟軍零件所必須的機構(gòu)情況和性能來明確，一般狀況下，鍛造的終端設(shè)備溫度調(diào)節(jié)在930℃~950℃中間為宜。

GH4169加熱

產(chǎn)品工件在加溫以前和加溫全過程上都務(wù)必開展表層清潔，維持表層干凈。若加熱環(huán)境帶有硫、磷、鉛或別的低熔點金屬材料，GH4169合金將變脆。殘渣來自做標識的漆料、鉛筆、潤滑脂、水、然料等。燃料的含硫量要低，如液化石油氣和燃氣的殘渣成分要小于0.1%，大城市煤氣的含硫量要小于0.20g/m3，石油氣的含硫量小于0.5%是理想化的。

加熱的電爐最好是要具備較精準的溫度控制工作能力，爐氣務(wù)必為中性化或弱堿性，應(yīng)防止爐氣成份在還原性和氧化性中起伏。

熱處理

GH4169合金適合的熱處理溫度為1120-900℃，制冷形式能夠是水淬或別的迅速冷卻形式，熱處理后應(yīng)立即淬火以確保獲得最好的性能。熱處理時原材料應(yīng)加溫到生產(chǎn)加工溫度的限制，為了更好地確保生產(chǎn)加工時的塑性，形變量做到20%時的終生產(chǎn)加工溫度不可小于960℃。

GH4169冷拉

冷拉應(yīng)在固溶處理后開展，GH4169的冷作硬化率超過奧氏體不銹鋼板，因而生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)作相對調(diào)節(jié)，而且在冷拉全過程中需有正中間淬火全過程。

GH4169熱處理

不一樣的固溶處理和時效處理加工工藝會獲得不一樣的原材料性能。因為γ”相的擴散速度較低，因此根據(jù)長期的調(diào)質(zhì)處理能使GH4169合金取得最好的機械設(shè)備性能。

GH4169打磨拋光

在GH4169產(chǎn)品工件焊接周邊的金屬氧化物要比不銹鋼的更難以去除，必須用細沙帶打磨拋光，在氰化鈉和鹽酸的混和酸中酸洗鈍化以前，還要用打磨砂紙除去金屬氧化物或開展鹽浴預(yù)備處理。

GH4169機生產(chǎn)加工

GH4169的機械加工需要在固溶處理后開展，要充分考慮原材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼板不一樣的是，GH4169合適采取低表層切削速度。

GH4169電焊焊接

沉淀硬化型的GH4169合金很合適于電焊焊接，無焊后裂開趨向。適焊性、易工藝性能、高韌性是這類原材料的幾個優(yōu)勢。

GH4169合適于電弧焊接、等離子焊等。在電焊焊接前，原材料表層要清潔、無油漬、無鉛筆標記等，焊接周邊25mm區(qū)域需要打磨拋光外露明亮的金屬材料。

GH4169強烈推薦應(yīng)用的焊材：

GTAW/GMAW

NicroferS5219

W.-Nr.2.4667

SG-NiCr19NbMoTi

AWSA5.14ERNiFeCr-2

BS2901Part5:NA51

文章的最后，上海墨鉅再附上GH4169的化學(xué)成分和物理機械性能，大家可上下文結(jié)合了解材料的全部。

GH4169

化學(xué)身分（wt％）

（限定ASTM B637中劃定）

碳：≤0.08 硅：≤0.35

鉻：17.00-21.00 銅：≤0.30

鎳：50.00-55.00 磷：≤0.015

鉬：2.80-3.30 硫：≤0.015

鈦：0.65-1.15 鋁：0.20-0.80

鈷：≤1.0 鈮+鉭 4.75-5.50

錳：≤0.35 硼：≤0.006

GH4169物理特性

密度，磅/英寸3：0.296

彈性模量，psi：29 x 10 6

熱收縮系數(shù)，68-212?F，/?F：7.1 x 10 -6

導(dǎo)熱系數(shù)，Btu / fthr?F：6.5

比熱，Btu /lb?F：0.10

電阻率，Microhm-in：47.6