GH4033是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ’相弥散强化的合金

GH4033概述

GH4033是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ’相弥散强化的合金，在700-750 ℃具有足够的高温强度，在900℃以下具有良好的抗氧化性该合金冷、热加工性能良好，主要供应热轧棒材及盘坯料，应用于发动机转子零件。

GH4033技术标准

GJB 1953—1994《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》

GJB 2611—1996《航空用高温合金冷拉棒材规范》

GJB 2612—1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》

GJB 3020—1997《航空用高温合金环坯规范》

GJB 3165—1998《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》

GJB 3782—1999《航空用高温合金锻制圆饼规范》

HB 5198—1982《航空叶片用变形高温合金棒材》

GH4033化学成分

GH4033热处理制度

1080℃±10℃，8h，空冷+700℃±10℃，16h，空冷。普通承力件用棒材和冷拉棒材为1080℃，8h，空冷+700℃或750℃，l6h，空冷。环坯和锻制圆饼为1080℃，8h，空冷+750℃，16h，空冷。

GH4033品种规格与供应状态

供应直径d20-55mm的热轧圆棒材。冷拉棒材供应下列品种：直径d8-45mm圆棒、边长为8-30mm方棒，内切圆直径处d8-36mm的六角形棒材。还供应直径不大于600mm、高度60-150mm的锻制圆饼，外径200-800mm、内径50-600mm，高度60-250mm的环坯， 以及直径20-300mm的热轧和锻制棒材。焊丝可供应直径为0.2-10mm丝材叶片用棒材以轧态供应，其表面应全部磨光或车光。冷拉棒以固溶处理后酸洗或磨光或冷拉状态交货。普通承力件用棒材一般不经热处理交货，也可经磨光、车光交货。环坯不经热处理，但可经车光或不经车光交货，圆饼以锻态、表面经打磨后供应。焊丝以硬态、半硬态、固溶处理加酸洗、光亮固溶处理成盘交货，也可以直条状交货。

GH4033熔炼与铸造工艺

采用电弧炉、电弧炉+电渣或真空电弧重熔、非真空感应炉+电渣或真空电弧重溶、真空感应炉+电渣或真空电弧重熔工艺熔炼。

GH4033应用概况与特殊要求

该合金大量应用于涡轮发动机高温部件，主要用做涡轮工作叶片、涡轮盘及其他高温承力部件，是国内外已有成熟使用经验的合金之一。该合金在热轧及锻造时均应注意再结晶问题，它形成晶粒不均匀及粗晶的倾向较大，易产生粗晶废品。此外，应严格控制生产工艺，避免出现700℃拉伸塑性下降的现象。

零件热处理工艺

（1）除标准热处理制度外，尚有两种热处理制度：

① 1080℃，8h，空冷+850℃，24h，空冷+700℃，16h，空冷

② 1080℃，8h，空冷+775℃，16h，空冷。第②种制度对700℃拉伸强度、持久性能和组织稳定性均有利，该制度作为700℃下使用的零件热处理制度是合适的。应根据零件的工作条件和要求来选择零件的*佳热处理制度。

（2）零件固溶处理加热升温速度不宜过快，可采用阶梯式加热曲线。

（3）为了去除机械加工后零件表层内的残余应力，成品零件应按下列制度进行消除应力退火：在氩气中于850℃加热，2h，然后在氩气介质中冷却至600℃，随后空冷+在空气中加热至700℃，保温 8h，空冷。

（4）表面处理工艺：机械加工后的零件需进行电解抛光，若采用机械抛光則最后的抛光磨痕应与叶片长度方向一致。

GH4033低周疲劳性

（1）GH4033在400-700℃的疲劳循环试验过程中，高温氧化在低周疲劳寿命中起着重要的作用。

（2）GH4033的弹性疲劳寿命在500℃时较好，到600℃其抵抗疲劳裂纹扩展的能力较差，反而升温到700℃时其弹性疲劳性能比较好．

（3）GH4033的塑性抗疲劳性能在500℃较差，反而升温至600℃时塑性疲劳性能得到改善。

（4）GH4033高温疲劳失效断口的萌生区断裂机制为沿晶断裂，扩展区为沿晶和穿晶断裂混合区，失稳断裂区为穿晶断裂区。

GH4033短时超温性能

(1) GH4033合金在900-1100℃超温处理3 min后的组织损伤表现为γ’相的回溶、晶界碳化物的回溶及晶粒的长大。其中γ’相体积分数由原始状态的14.0%降低至在950℃时的8.7%，980℃及以上则*回溶；1050℃下超温后合金晶界碳化物出现明显回溶,，温度升高至1100℃时，晶界碳化物*回溶,并伴随晶粒的开始长大;

(2) 发生超温组织损伤后, 合金在700℃, 430MPa下的持久寿命随着γ’相的*回溶, 由原始状态下的130.0 h 急剧降低至 980℃超温处理 3min 后的3.7 h 左右。晶界碳化物*回溶之前, 其分布状态对持久寿命不产生明显影响。当晶界碳化物*回溶后, 持久寿命进一步减低至0.5 h左右;

(3) 在900℃以上超温处理3 min后, 合金的室温 Vickers 硬度均低于航空工业标准的要求范围(268-339 HV), 且随着γ’相体积分数的降低而降低。当室温硬度为170 HV左右时，可作为GH4033合金中γ’相*回溶和超温损伤造成其持久性能不符合标准要求的间接判据. 当室温硬度在 170 HV 以上时, 需对合金进行持久性能测试, 从而判断其超温服役损伤程度。

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