GH4099（GH99）是 一种高合金化的镍基时效板材合金，用钴、钨、和铝、钛等元素综合强化，使合金具有较高的热强行，900℃一下可以长期使用，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型和焊接工艺性能，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。
1、GH4099（GH99）概述
GH4099(GH99) 热处理制度
板材经1140～1160℃，空冷处理；焊丝经1100～1140℃，空冷处理。
GH4099(GH99) 品种规格与状态
供应的冷轧薄板δ0.8～4.0mm的冷轧薄板和d0.3~10mm的冷拉丝材，均固溶处理和碱酸洗后供应。
GH4099(GH99) 熔炼与铸造工艺
合金采用真空感应炉加电渣重熔工艺生产。
GH4099(GH99) 应用概况与特殊要求
用该合金板材制成的航空发动机加力可调喷口壳体，已经过长期使用考核，并投入批量生产，可减轻发动机重量和延长寿命。
1.1、材料牌号
GH4099(GH99)
1.2、GH4099(GH99)
相近牌号 ЭП693，ХН68МВКТЮР(俄罗斯)
1.3、GH4099(GH99) 材料的技术标准
GJB 1952-1994 《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GB 5333-1985 《航空用HGH99合金焊丝技术条件》
BZ 44-903B-06 《GH99合金冷轧薄板技术条件》 （抚顺钢厂企标）
1.4、GH4099(GH99) 化学成分
表1-1
|
C |
Cr |
Ni |
W |
Mo |
Al |
Co |
Ti |
|
≤0.08 |
17.00～20.0 |
余量 |
5.00～7.00 |
3.50～4.50 |
1.70～2.40 |
5.00～8.00 |
1.00～1.50 |
|
Fe |
B |
Mg |
Ce |
Mn |
Si |
P |
S |
|
≤2.00 |
≤0.005 |
≤0.010 |
≤0.020 |
≤0.40 |
≤0.50 |
≤0.015 |
≤0.015 |
注：B、Ce按计算量加入。
2、GH4099（GH99） 物理及化学性能
2.1、GH4099(GH99) 热性能
2.1.1、GH4099(GH99) 熔化温度范围 1345～1390℃
2.1.2、GH4099(GH99) 热导率 见表2-1。
表2-1
|
θ/℃ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
λ/（W/（m·C）） |
10.47 |
12.56 |
14.24 |
15.91 |
18.00 |
19.68 |
21.77 |
23.45 |
25.54 |
27.21 |
2.1.3、GH4099(GH99) 线膨胀系数 见表2-2。
表2-2
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
20～900 |
20～1000 |
|
α/10-6C-1 |
12.0 |
12.4 |
12.8 |
13.0 |
13.7 |
14.2 |
14.7 |
15.1 |
15.3 |
17.4 |
2.1.4热扩散率 见表2-3
表2-3
|
θ/℃ |
10 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
Q/（10-6m2/S）） |
2.5 |
2.7 |
3.0 |
3.3 |
3.6 |
3.9 |
4.0 |
4.3 |
4.4 |
4.55 |
ρ=8.47g/cm3
2.3、GH4099(GH99) 电性阻率
表2-4
|
θ/℃ |
14 |
110 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
ρ/（10-6Ω.M）） |
1.373 |
1.403 |
1.414 |
1.427 |
1.440 |
1.443 |
1.457 |
1.452 |
1.423 |
1.393 |
1.357 |
2.4、GH4099(GH99) 磁能型 合金无磁性
2.5、GH4099(GH99) 化学性能
2.5.1、GH4099(GH99) 抗氧化性能
2.5.1.1、GH4099(GH99) 合金在空气介质中试验100h的氧化速率和晶界氧化深度见表2-6。
表2-6
|
θ/℃ |
800 |
900 |
1000 |
1010 |
|
氧化速率/(g/m2·h) |
0.017 |
0.084 |
0.212 |
0.481 |
|
晶界氧化深度/mm |
0 |
0.0064~0.0086 |
0.0160~0.0192 |
0.0288~0.0320 |
3.1、成形性能
3.1.1、 合金锻造装炉温度≤700℃，加热温度1120~1160℃，开锻温度不低于1050℃，终锻温度不低于980℃。板坯热轧加热温度1110~1150℃，终轧温度不低于850℃。板材荒轧加热温度1130~1150℃，精轧加热温度为1110~1130。
3.1.2、 合金的极限深冲系数为2.08，极限翻遍系数为1.64，最小问去半径小于0.77δ，极限旋薄率为 71.7%
3.1.3、当冷变形两位30%时，板材的开始再结晶温度为900℃，完全再结晶温度为1080℃。
3.2 、焊接性能
合金具有满意的焊接工艺性能，十字塔接焊接裂纹倾向性小于15%，可以用手工氩弧焊、自动钨级氩弧焊、缝焊和点焊等方法进行联合焊接。电阻罕见的待焊表面进行酸洗。该合金可与GH3030、GH3044、GH3128等高温合金，进行氩弧焊和缝焊。
3.3 、表面热处理
3.3.1、零件热处理前后应将表面油污和其他脏污清洗干净，以免在热处理时引起表面局部腐蚀。
3.3.2、零件热处理后的氧化皮，可用吹砂方法或用含有氢氟酸的酸洗液清洗干净。零件在进行电阻焊前必须用含有氢氟酸的酸洗液清理表面。
