定期金属体检

科学研究表明，金属疲劳并非完全难以检测。应用科学的检测手段避免了不少因金属疲劳而可能发生的事故。科学家证实，汽车刹车突然失灵而掉下悬崖、飞机发动机突然爆裂、强风使铁桥崩塌等惨祸发生前，刹车、机身、桥梁上都会产生异常震动，这实际上就是“金属疲劳”的一种征兆。所以，当工程师设计飞机、汽车、桥梁或其他机械时，都必须考虑到金属疲劳问题，并对这些金属建筑或机械定期“体检”，以确保安全。

所有金属表面都存在微小缺陷，有的肉眼看得见，有的肉眼看不见。这些瑕疵都会使得应力在该处产生，从而导致金属开始裂开。所以，当一次负载过重或是多次猛烈晃动，都会导致金属疲劳而从瑕疵处裂开。现在，冶金学家可以用显微镜来检视金属表面看不见的瑕疵，他们研究如何以最好的方法来保护金属，以避免金属疲劳。

给金属过度加压或扭转会导致金属疲劳。由于这个原因，在使用金属部件时，工程师必须要测试金属的结构，用电子计量器可以测量压力以及因压力所造成的伤害。冶金学家通过研究金属的破裂状况，可以更加了解金属的结构，从而研究出减少金属破裂的概率。

所以我们来了解一下HAYNES

概述

HAYNES是固溶强化型钴基高温合金，加入14%的钨固溶强化，使合金具有优良的高温热强性，添加较高含量铬和微量镧，使合金具有良好的高温抗氧化性能，同时具有满意的成形、焊接等工艺性能，适于制造航空发动机上在℃以下要求高强度和在℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天发动机和航天飞机上使用。可生产供应各种变形产品，如薄板、中板、带材、棒材、锻件、丝材以及精密铸件。

HAYNES(HAYNES)材料牌号GH5

相近牌号HaynesAlloyNo.(HA),UNSR30(美国),KCN22W(法国)

材料的技术标准

GJB-《航空用高温合金热轧板材规范》

Z-《HAYNES合金板材技术条件》

Z-《焊接用HAYNES合金冷拉丝材技术条件》

Q/5B-《HAYNES合金冷轧带材》

Q/5B-《HAYNES合金冷轧板材》

Q/5B-《HAYNES合金锻件技术条件》

Q/5B-《K合金熔模精密铸件》

Q/5B-《HAYNES合金棒材》

Q/5B-《HAYNES高温合金冷拉焊丝》

HAYNES(HAYNES)化学成分

热处理制度热轧板材～℃，空冷；冷轧带材和板材～℃，快速空冷；棒材和锻件℃±10℃，快速空冷。

品种规格与供应状态供应δ0.5～4mm的冷轧薄板、δ4～14mm的热轧中板、δ0.05～0.8mm的冷轧带材，及各种尺寸的棒材、锻件、焊丝及精密铸件。板材经固溶处理、酸洗、矫直和切边后供应；带材经固溶处理、酸洗、切边后成卷供应；板材经固溶处理后磨光或车光交货；锻件于固溶状态供应；精铸件于铸态交货。

熔炼与铸造工艺合金采用真空感应熔炼加电渣重熔或真空电弧重熔工艺生产。精密铸件采用真空感应熔炼后由母合金锭真空重熔浇铸而成。

应用概况与特殊要求该合金在国外广泛应用于制造燃气涡轮及导弹的高温部件，如燃烧室、尾喷管及核能工业中的热交换器等零部件。在国内用该合金制成的航空发动机燃烧室火焰筒和导向叶片等高温部件已通过长期试车考验，并投入生产应用。用该合金板材加工成零件的制造工艺中，任何工序（如热处理、焊接等）均应防止渗碳及铜污染，以免损害合金的力学性能和耐蚀性能。

HAYNES(HAYNES)物理及化学性能

HAYNES(HAYNES)热性能

HAYNES(HAYNES)熔化温度范围～℃[1]。

HAYNES(HAYNES)热导率

HAYNES(HAYNES)比热容

HAYNES(HAYNES)线膨胀系数

HAYNES(HAYNES)热扩散率

HAYNES(HAYNES)密度ρ=9.09g/cm3[2]。

HAYNES(HAYNES)电性能合金电阻率。

HAYNES(HAYNES)磁性能合金无磁性。

HAYNES(HAYNES)化学性能

HAYNES(HAYNES)抗氧化性能

HAYNES(HAYNES)在空气介质中试验h的氧化速率。

HAYNES(HAYNES)HAYNES、GH和GH三种合金刀饿楔形样式，在炉中的高温静止空气中在指定温度下试验1h后，在空气中冷却不少于40min，总的循环次数为周；另一组试样在转速为0r/min的旋转式燃烧装置中作循环氧化试验，在指定温度下于0.3马赫的燃烧产物中保持1h，然后以0.7马赫的冷空气吹3min，交替试验周后试样的重量损失。

耐腐蚀性能在含有硫酸钠和氯化钠等污染物的环境中，该合金的耐腐蚀能力优于镍基合金GH。HAYNES等5种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5×10-6和5×10-5海盐，№.2号燃油中含0.3%～0.45%硫，空气-油的比例为30：1，试验时试样旋转，并每隔1h试样从℃用冷空气吹冷至℃以下，如此在燃烧装置上循环试验h后的动态热腐蚀试验结果。

HAYNES(HAYNES)力学性能

HAYNES(HAYNES)合金不同品种技术标准规定的性能。

①持久试验任选一个温度进行。

②试制时拉伸试验结果供参考。

HAYNES(HAYNES)组织结构

HAYNES(HAYNES)相变温度

HAYNES(HAYNES)时间-温度-组织转变曲线。

HAYNES(HAYNES)合金组织结构

HAYNES(HAYNES)固溶状态除奥氏体基体外，有M6C一次碳化物，少量的M6C与富镧化合物结合在一起的LaxMy相，还有极少量的M3B2和TiC相。在高温长期暴露后，M6C会分解析出M23C6，某些炉号可能析出L相，该相在℃固溶或在～℃长期暴露后重熔于基体。

HAYNES(HAYNES)中板、薄板和带材技术标准规定，供应状态的晶粒度应不粗于4级。固溶温度(保温时间10min)对板材晶粒度级别的影响。

HAYNES(HAYNES)工艺性能与要求

HAYNES(HAYNES)成形性能

HAYNES(HAYNES)锻造加热温度℃，终锻温度不低于℃。铸造组织破碎后们可以采用大变形量，以减少再加热次数和细化晶粒。

HAYNES(HAYNES)板材再固溶处理后塑性良好，可以采用任何冷成形工艺成形，但其最小变形量应大于12%，以避免退火后产生粗大晶粒(临界变形组织)。

HAYNES(HAYNES)工艺塑性

HAYNES(HAYNES)高温扭转塑性图；高温拉伸塑性图。

HAYNES(HAYNES)δ1.2mm板材供应状态的杯突试验挤压深度为10.6～12.0mm[2]。

HAYNES(HAYNES)焊接性能合金焊接性能良好，可用各种形式焊接工艺连接，以氩弧焊连接效果优异，接头强度和塑性下降较少。氩弧焊接头与基体材料的持久性能对比。

零件热处理工艺该合金在加热后形成的表面氧化膜与基体结合较牢，采用清洗不锈钢氧化皮的方法不易洗掉，而应采用复合碱酸洗工艺清除氧化皮。