GH141镍基高温合金概述
GH141 镍基高温合金概述
GH141 合金采用真空感应熔炼、真空感应熔炼加电渣重熔或真空电弧重熔工艺。
中国牌号: GH4141、美国牌号: UNS N07041 /Ｒene'41 /Ｒ41 /、Carpenter41 /PYＲOMET41 /UNITEMP41 /、HynessalloyＲ41 / J1610。
GH141 是沉淀硬化型镍基变形高温合金，在650 ～ 950 ℃范围内，具有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能。由于合金中铝、钛、钼含量较高，铸锭开坯比较困难，但变形后的材料具有较好的塑性，在退火状态下可以冷成形，也可进行焊接，焊接部件热处理时易产生应变时效裂纹。合金的品种有薄板、带、丝、盘件、环形件、锻件、棒材、和精密铸件等，广泛用于制造在 870 ℃ 以下要求有高强度和 980 ℃ 以下要求抗氧化的航空、航天发动机高温承力零部件，如导向叶片、燃烧室、涡轮、导向器高温承力件、轴、盘、叶片和紧固件等，板材 焊接件热处理时的应变时效裂纹，可采用焊前过时效处理或在焊前控制固溶处理后的冷却速度的方法来解决，焊后再进行标准热处理。
合金的热加工性能
GH141合金是一种介于变形和铸造之间的高温高强度合金。合金的高温形变抗力大，锻造温度区间窄。与GH169合金相比，锻造温度区间要窄50℃左右，因此开坯锻造相当困难。为了改善GH141合金的热加工塑性，适当调整合金中Al、Ti含量，尤其是加入一定量的Mg 和La，可以使合金的热加工塑性得到某种程度的提高。
GH141合金的高温短时持久性能很高，在950℃下，应力a为22kgf/mm'时，断裂时间长达100分钟以上;在中温750℃时，100分钟断裂的应力σ是80kgf/mm2，与另一种较好的涡轮盘材料GH169相比，高 出20kgf/mm2;在800℃时，GH141合金100分钟断裂应力a是66kgf/mm2，而GH169合金仅为40kgf/mm2te）。
镍基高温合金GH4145强度和应力松弛性能、化学成分
H4145 合金主要是以γ"[Ni3(Al、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍基高温合金，在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800℃以下具有较高的强度，540℃以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的成形性能和焊接性能。该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。还可用于制造气轮机涡轮叶片等零件。可供应的品种有板材、带材、棒材、锻件、环形件、丝材和管材。
GH4145 合金是一种高温合金， 具有优异的耐热性能和抗蠕变性能，在航空航天、 能源、 化工等领域得到了广泛的应用。 然而， 高温下材料的应力松弛问题是限制其使用寿命的主要因素之一。 因此， 研究 GH4145合金的应力松弛性能， 对于提高材料的性能和寿命具有重要意义。
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化学成分
C ≤0.08
Cr 14.0～17.0
Ni+Co ≥70.0
Al 0.40～1.00
Ti 2.25～2.75
Fe 5.00～9.00
Nb+Ta 0.70～1.20
Co ≤1.00
Mn ≤1.00
Si ≤0.50
S ≤0.010
Cu ≤0.50
P ≤0.015
温度的升高会使 GH4145 合金的松弛速率增大， 使应力松弛现象更加明显。 实验结果表明， 在 600℃、 650℃和 700℃的条件下，GH4145 合金的松弛速率分别为 0.015%/h、 0.034%/h 和 0.09%/h。
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热性能
在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800℃以下具有较高的强度，540℃以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的成形性能和焊接性能。该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。
应力水平的增加会显著增加 GH4145 合金的应力松弛速率。 实验结果表明， 在温度为 700℃的条件下， 当应力水平从 270 MPa增加到 345 MPa 时， GH4145 合金的松弛速率增加了 4 倍。
密度
ρ=8.25g/cm3
材料微观结构和化学成分： GH4145 合金的微观结构和化学成分对其应力松弛性能也有着重要影响。 比如， 添加少量的 Ti 和 Al 元素可以显著提高合金的强度和应力松弛性能； 而添加较多的 Fe 等元素则会引起材料的脆性断裂。
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电性能
50℃时的电阻率ρ=1.22*10-6Ω.m
GH4145 合金的应力松弛性能， 可以采用常规的材料力学试验方法， 如拉伸、 扭转、 压缩等试验。 在试验中， 需要控制好温度、应力水平、 试件的微观结构和化学成分等条件， 以获得可靠的试验数据。试验结果可以用 Matlab 等数据处理工具进行分析和处理， 得到 GH4145合金的应力松弛曲线和松弛速率等参数。