GH4099（GH99）镍基时效合金产品概述

觉民行道

GH4099产品概述
GH4099是一种高合金化的镍基时效板材合金，用钴、钨、钼和铝、钛等元素综合强化，使合金具有较高的热强性，900℃以下可以长期使用，最高工作温度可达1000℃，该合金组织稳定，并具有满意的冷热加工成形和焊接工艺性能，适合于制造航空发动机燃烧室和加力燃烧室等高温板材承力焊接结构件， 用该合金制造的大型板材结构件，可在固溶处理后不经时效处理直接使用。主要产品有板材和丝材，也可生产棒材和锻件。
IC10/GH3039 TLP 扩散焊的非对称性 在研究中发现， IC10 单晶合金与 GH3039 在进行 TLP 扩散焊过程中由于材料 成分及晶体类型等差异导致焊后连接界面向 GH3039 高温合金母材一侧偏移， 出现了扩散非对称性。 本文结合 TLP 扩散焊过程对 IC10 单晶合金与 GH3039 高温合金TLP 扩散焊的非对称性进行了分析， 图 5-6 为异种材料 TLP 扩散焊非对称性的示意图， 在此假设降熔元素在母材 2 中的扩散速率大于在母材 1 中的扩散速率。 （1） 中间层熔化阶段 中间层熔化开始时， 中间层和两侧母材的接触面在就发 生了降熔元素的少量扩散， 会导致降熔元素在中间层中的分布存在一定的不均匀，导致中间层开始熔化时， 向两侧母材的熔化速率产生一定的差异， 但是由于此阶段扩散量较少， 而且中间层熔化所需时间很短， 认为此阶段不会出现扩散非对称性。 （2） 中间层液相的扩展阶段 在中间层液相的扩展阶段， 由于降熔元素向两侧 母材扩散速率的差异， 会导致两侧母材近界面处的熔化量不同， 母材 2 的熔化量大于母材 1 的熔化量， 使中间层原始中心线向继续母材 2 一侧偏移， 如图 5-6 d)所示，表现出了扩散非对称性。
GH4099化学成分
C
Mo
B
Si
Cr
Al
Ce
P
≤0.08
3.5-4.5
≤0.005
≤0.50
17.0-20.0
1.7-2.4
≤0.02
≤0.015
S
Mg
Ti
Co
W
Fe
Mn
Ni
≤0.015
≤0.01
1.0-1.5
5.0-8.0
5.0-7.0
≤0.2
≤0.40
余量（3） 等温凝固阶段 在等温凝固阶段， 由于降熔元素向两侧母材扩散速率的差 异导致母材 2 一侧降熔元素含量多， 凝固速率慢， 当中间层液相全部凝固后， 等温凝固阶段结束， 形成的连接界面向母材 2 一侧发生偏移， 如图 5-6 f)所示， 同样表现出了扩散非对称性。 （4） 成分均匀化阶段 在这个阶段内， 随着元素扩散驱动力的逐渐减弱， 降熔 元素的不对称分布逐渐成形， 不再发生变化。
由以上分析可以得知， 最终连接界面向一侧母材的偏移主要是由中间层液相扩 展和等温凝固两个阶段共同造成的， 其主要原因是由于降熔元素在两种母材中的扩散速率不同， 导致降熔元素在接头中的分布不均， 导致了中间层液相扩展阶段母材的熔化量不同以及等温凝固阶段两侧的固液界面推进速率不同。

本文对异种材料的 TLP 扩散焊中等温凝固阶段的非对称性进行建模。 异种材料 TLP 扩散焊等温凝固过程中在 t 时刻的情况如图 5-7 所示， 建立两个坐标系， 坐标系原点为等温凝固开始时的原始界面， 坐标系正方向为溶质原子的扩散方向。

GH4099热处理制度
板材经1120-1160℃，空冷处理；焊丝经1100-1140℃，空冷处理。国外相似合金板材供应状态经1080-1100℃，水冷或空冷处理，然后再经900℃时效5h或800℃时效8h处理。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0kvBasVZ
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