gh4099高温合金材料加工难点（GH4090高温合金力学性能）
gh4099高温合金材料加工难点（GH4090高温合金力学性能）随着时效温度的升高，硬度值均先升高后降低。时效前试样的硬度值为543.6高压，650 二阶时效工艺可以获得最高硬度值(603.6高压).一阶时效工艺中，在700 时效条件下获得硬度峰值(595.7高压).整体上，二阶时效可以获得更高的硬度。GH4090合金弹簧丝在时效过程中出现了共晶组织。共晶组织先从晶界析出后向晶内扩展。二阶时效下/'共晶组织的析出明显被抑制。图第2条(c)项、(d)项显示离散块状和树枝状的混合结构的/'共晶组织的析出会造成周边'相的减少，显露出基体相，且二阶时效下/'共晶组织更细化。当时效温度低于600 时，r'形貌与未时效（图1 (b))相似，都是均匀的纳米级球形颗粒。时效温度超过650 时，'相开始明显粗化。'相的尺寸随时效温度增高逐渐增加，但粒径的分布并不均匀。和一阶时效工艺相比，二阶时效工艺获得的'
NIMONIC 90(UNS 07090/W . NR . 2.4632)是时效强化镍基变形高温合金，是一种通过添加钛和铝强化的变形镍铬钴基合金，含有较高量的钴及多种强化元素。它是一种可时效硬化的抗蠕变合金，可在920摄氏度(1688华氏度)的温度下使用。在815~870摄氏度有较高的抗拉强度和抗蠕变能力、良好的抗氧化性和耐腐蚀、在冷热反复交替作用下有较高的疲劳强度以及良好的成形性和焊接性。GH 4090合金在1040以下具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性能，在1040摄氏度以上时易产生晶间氧化。
GH4090高温合金已用于制作航空发动机高温弹簧原件、高温紧固件、燃烧室卡圈和止动销等零部件。相近牌号在国外还用于制作航空发动机涡轮工作叶片、涡轮盘等零部件。上海雄钢主要产品有冷轧板材、热轧棒材、冷拉棒材、带材和冷拉丝材。
相关技术标准
GB/T 14992《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》
GB/T 14992《高温合金冷拔棒材》
GH4090化学成分
图1为GH4090合金弹簧丝在时效前的微观结构形貌。图1 (a)是三晶界交汇处的显微形貌，在晶界上分布有少量离散的M23C6(米为金属元素，主要为Cr)碳化物颗粒。图1 (b)显示时效前GH4090合金弹簧丝中存在尺寸约为22.4纳米的'相，因此图中的'相是弹簧丝固溶冷拉后残留的。在固溶冷拉处理后，基体中仍会残留有'相。
GH4090合金弹簧丝在时效过程中出现了共晶组织。共晶组织先从晶界析出后向晶内扩展。二阶时效下/'共晶组织的析出明显被抑制。图第2条(c)项、(d)项显示离散块状和树枝状的混合结构的/'共晶组织的析出会造成周边'相的减少，显露出基体相，且二阶时效下/'共晶组织更细化。当时效温度低于600 时，r'形貌与未时效（图1 (b))相似，都是均匀的纳米级球形颗粒。时效温度超过650 时，'相开始明显粗化。'相的尺寸随时效温度增高逐渐增加，但粒径的分布并不均匀。和一阶时效工艺相比，二阶时效工艺获得的'相更细化。
随着时效温度的升高，硬度值均先升高后降低。时效前试样的硬度值为543.6高压，650 二阶时效工艺可以获得最高硬度值(603.6高压).一阶时效工艺中，在700 时效条件下获得硬度峰值(595.7高压).整体上，二阶时效可以获得更高的硬度。
时效工艺对GH4090合金弹簧丝室温纯扭力学性能的影响。在550 ~650摄氏度 一阶时效下，强度和塑性随时效温度的升高均提升，在650 摄氏度时效下抗扭强度达到峰值1363.4兆帕，而最大非比例切应变在700 时效下达到峰值112.0%。二阶时效工艺下，随时效温度的提升抗扭强度先升高后减低，而最大非比例切应变呈相反趋势，在650 二阶时效下，抗扭强度达到最大值1373.4兆帕。在高于600 摄氏度的时效温度下，二阶时效可以获得更高的强度，而一阶时效工艺可以获得更好的塑性 . GH 4090合金弹簧丝强度和塑性随时效工艺的变化可以归结为微观组织结构随时效工艺的演化，主要由'强化相的大小、体积分数和分布等因素共同决定。
室温纯扭力学性能研究结果表明，经过650摄氏度 8小时，以50/小时速率冷却至550 8小时，空冷的二阶时效GH4090合金弹簧丝在室温下可以获得最高的抗扭强度。因此对此试样进行了200 、350 和500 高温纯扭力学性能研究。随着温度升高，抗扭强度和最大非比例切应变均降低。相比于室温条件，500 摄氏度环境下抗扭强度为1216.4兆帕，下降11.4% 最大非比例切应变为22.9% 下降34.0%。
(1)控制时效工艺可以有效调控GH4090合金弹簧丝的微观组织结构。随着时效温度的升高，γ'相平均尺寸在650 摄氏度开始增大，后在700 摄氏度达到峰值；体积分数表现出先升高后降低，在600 摄氏度达到峰值，随后大幅下降。二阶时效处理普遍可以获得更细化和更高体积分数的γ'相。
(2)抗扭强度和硬度随时效温度的升高基本呈现先升高后降低的趋势。二阶时效处理表现出比一阶时效更高的抗扭强度和硬度。这主要归因于微观组织的演化，抗扭强度随着γ'相的粗化而先增大后减小，与'相的体积分数正相关。最佳抗扭强度的临界'相平均粒径为28.7纳米。
(3)在650 二阶时效后其获得了最高的室温抗扭强度(1373.4兆帕)和较为优良的塑性，这是一种值得考虑到实际应用和继续研究的优化时效工艺。
(4)抗扭强度和最大非比例切应变随着试验温度的升高均降低。因此，高温下的力学性能下降在服役工况中必须要考虑。
