GH5941材料介紹
基本定義
GH5941(GH941)是一種固溶強(qiáng)化型鎳基變形高溫合金,也有資料稱其為鈷基合金,它以優(yōu)異的耐高溫性能、耐腐蝕性能和良好的機(jī)械性能著稱。
化學(xué)成分
GH5941的化學(xué)成分包括碳(C)0.05~0.10%,鉻(Cr)19.0~23.0%,鎳(Ni)19.0~23.0%,鎢(W)17.0~19.0%,鈷(Co)余量,錳(Mn)1.0~1.5%,鐵(Fe)≤1.5%,硅(Si)≤0.50%,磷(P)≤0.02%,硫(S)≤0.01%,銅(Cu)≤0.50%。這些元素的組合賦予了合金出色的高溫穩(wěn)定性和抗蠕變性能。
物理性能
結(jié)構(gòu)特性:在室溫下為密排六方結(jié)構(gòu),加熱到420℃時轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎綂W氏體結(jié)構(gòu)。由于奧氏體擴(kuò)散系數(shù)小,能固溶很多合金元素,有較高的高溫強(qiáng)度。
熔化溫度范圍:1350~1400℃。
比熱容:455J/(kg·℃)。
密度:8.24g/cm3。這些物理特性使得GH5941在高溫環(huán)境下能夠保持其結(jié)構(gòu)和性能。
熱處理方式
GH5941的熱處理方式包括時效強(qiáng)化和氧化物彌散強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化是金屬強(qiáng)化的一種重要形式,通過形成固溶體使金屬強(qiáng)度和硬度提高;沉淀強(qiáng)化以時效強(qiáng)化為前提,目的是強(qiáng)化合金,加入鈷、鎢、鉬等元素,使合金獲得很高的屈服強(qiáng)度。
機(jī)械性能
強(qiáng)度:具有優(yōu)異的機(jī)械性能,包括高抗拉強(qiáng)度和高屈服強(qiáng)度。合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別可達(dá)925MPa和1225MPa,室溫抗拉強(qiáng)度σ≥800MPa,1200℃抗拉強(qiáng)度σ≥60MPa 。鎳的存在使合金具有優(yōu)異的塑性,而鈦和鋁的存在使得合金在高溫下仍表現(xiàn)出優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。
硬度:硬度高,能承受高溫高壓下的作用力,具有很強(qiáng)的耐久性。
韌性:具有良好的韌性,是非常適合制造高負(fù)荷零件的材料。同時,該合金具有優(yōu)異的抗疲勞性能,能夠長時間承受高強(qiáng)度工作,延緩材料的疲勞失效。
抗氧化和耐腐蝕性能
GH5941具有優(yōu)異的抗氧化性和耐腐蝕性。鉻賦予它很強(qiáng)的抗氧化性,而鉬增強(qiáng)了它的耐腐蝕性。從低溫到980℃均具有良好的拉伸性能和疲勞性能,并且耐鹽霧氣氛下的應(yīng)力腐蝕。無論是在室溫還是高溫高濕環(huán)境下,該合金都能有效抵抗酸、堿、氧化物等腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。
應(yīng)用領(lǐng)域
航空航天領(lǐng)域:用于制造渦輪葉片、燃燒室部件、噴嘴、渦輪盤等高溫零件。
石油化工領(lǐng)域:用于制造高溫、高壓、腐蝕和氧化環(huán)境下的設(shè)備,如催化劑載體、換熱器管束、加熱元件等。
核工業(yè)領(lǐng)域:常被用作核電站的關(guān)鍵部件,如燃料元件、熱交換器和攔截器等。
其他領(lǐng)域:由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,還廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、化學(xué)工業(yè)和海洋工程等領(lǐng)域,可用于制造耐腐蝕設(shè)備、管道以及高負(fù)荷零件等。
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