一、GH141概述

GH141是是沉淀硬化型镍基变形高温合金，在650～950℃范围内，具有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能。由于合金中铝、钛、钼含量较高，铸锭开坯比较困难，但变形后的材料具有较好的塑性，在退火状态下可以冷成形，也可进行焊接，焊接部件热处理时易产生应变时效裂纹。合金的品种有薄板、带、丝、盘件、环形件、锻件、棒材、和精密铸件等，适合于制造在870℃以下要求有高强度和980℃以下要求抗氧化的航空、航天发动机高温零部件。

1.1 GH141材料牌号 GH141(GH4141)。

1.2 GH141相近牌号 UNS N07041，Rene′41，R41，Carpenter41，PYROMET41，UNITEMP41， HynessalloyR41，J1610(美国）。

1.3 GH141材料的技术标准

    GB/T14992-2005 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号

1.4 GH141化学成分  见表1-1。

表1-1%

C

Cr

Ni

Co

Mo

Al

Ti

B

Fe

Zr

Mn

Si

P

S

Cu

不大于

0.06～0.12

18.0～20.0

余

10.0～12.0

9.00～10.50

1.40～1.80

3.00～3.50

0.003～0.010

5.00

0.07

0.50

0.50

0.015

0.015

0.50

注：航天用材可加入ω（Mg)<0.05%和ω(La)<0.035%。

1.5 GH141热处理制度 见表1-2。

表1-2

品种	热处理制度
（航空）圆饼、环坯、环形件、棒、板材	规范Ⅰ:1080℃±10℃,快淬+1120℃±10℃，0.5h,空冷+900℃±10℃,1-4h,空冷
（航天）棒、盘件	规范Ⅱ:1080℃,4h,油冷+760℃，16h,空冷
	规范Ⅲ:1065℃,4h,空冷+760℃，16h,空冷
板材	规范Ⅳ:1180℃,30min，空冷+900℃，4h,空冷
	规范Ⅴ:1080℃,保温不小于2.4min/mm,空冷+760℃，16h,空冷

1.6 GH141品种规格与供应状态 可提供各种规格的圆饼、环坯、环形件、薄板、带材、棒材、锻件和精密铸件等。板材于固溶状态交货，棒材和锻件不经热处理交货。

1.7 GH141熔炼与铸造工艺 合金采用真空感应熔炼、真空感应熔炼加电渣重熔或真空电弧重熔工艺。

1.8 GH141应用概况与特殊要求 该合金广泛用于制造航空、航天发动机高温承力零部件，如导向叶片、燃烧室、涡轮、导向器高温承力件、轴、盘、叶片和紧固件等，板材焊接件热处理时的应变时效裂纹，可采用焊前过时效处理或在焊前控制固溶处理后的冷却速度的方法来解决，焊后再进行标准热处理。

 

 

二、GH141物理及化学性能   

 

2.1 GH141热性能

2.1.1 GH141熔化温度范围  1316～1371℃[2]。

2.1.2 GH141热导率  见图2-1。

表2-1[2]

θ/℃	100	200	300	400	500	600	700	800	900
λ/(W/(m·℃))	8.37	10.47	12.56	15.07	17.17	19.56	21.35	23.45	25.96

2.1.3 GH141线膨胀系数 见图2-2。

表2-2[2]

θ/℃	20～100	20～200	20～300	20～400	20～500	20～600	20～700	20～800	20～900
α1/10-6℃-1	10.54	11.69	12.24	12.78	13.08	13.48	14.21	14.97	15.91

2.2 GH141密度  ρ=8.27g/cm3。

 

 

三、GH141力学性能

 

3.1 GH141技术标准规定的性能

3.1.1 GH141 d90mm棒材标准规定的性能见表3-3。

表3-1

热处理状态	θ/℃	拉伸性能				HBS	冲击韧性	持久性能
		σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%	φ/%		aKV/(kJ/m2)	σ/MPa	t/min
		不小于
1065～1080℃,4h,油冷或空冷＋760℃,16h,空冷	20	1175	880	12	12	340	147
	800	735	635	15	20	-		588	90

3.1.2 GH141板材、带材标准规定的性能见表3-4。

表3-2

热处理制度	厚度/mm	θ/℃	拉伸性能			HRC
			σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%
1080℃，保温不小于2.4min/mm,空冷	0.4～2.9	20	≤1170	≤690	≥30	≤30
	≥2.9～4.0	20	≤1240	≤795	≥30	≤30
固溶处理＋760℃，16h，空冷	≤0.50	20	≥1105	≥825	≥6	≥35
		760	≥895	≥760	≥3	-
	>0.50	20	≥1170	≥895	≥10	≥35
		760	≥965	≥760	≥3	-

 

 

 

四、GH141工艺性能与要求

 

4.1 GH141成形性能 

4.1.1 GH141钢锭锻造前应进行高温均匀化处理，锻造加热温度为1160～1180℃，终锻温度不低于1000℃。板坯轧制加热温度为1140～1160℃，终轧温度不低于1060℃。薄板轧制加热温度为1140～1160℃，终轧温度不低于800℃。

4.1.2 GH141冷轧薄板固溶状态的反复弯曲和杯突性能见表5-1。

表4-1[9]

品种	热处理制度	反复弯曲次数	杯突深度/mm
δ1.5mm冷轧薄板	1180℃，30min，空冷	12	10.1
	1180℃，30min，空冷	20	12.4

4.1.3 GH141旋压性能 板材在保持细晶和较低的硬度时具有很好的可旋性。根据室温拉伸断面收缩率φ(%)算出极限减薄率φmax(%)=φ(%)/[0.17＋φ(%)]，各种形状极限减薄率φmax(%)见表5-2。

表4-2[15]

	圆锥形件	半球形件	筒形件	曲母线
φmax/%	40	35	60	35

4.1.4 GH141热塑性能

4.1.4.1 GH141d22mm轧材热顶锻塑性见表4-3，塑性图见图4-1。

表4-3[2]

试验温度/℃	900	950	970	980	1000	1050	1100	1150	1170	1200
ε极限max/%	14.6	29.3	43	43.8	75.3	81.8	78.2	70	75.5	36
ε裂纹min/%	23.4	44	51	61.5	>75.3	>81.8	80.6	78.3	76	41

4.1.4.2 GH141d22mm轧材的热模拟塑性试验结果见表4-4。

4.1.4.3 GH141d90mm棒材经1065℃,4h,空冷＋760℃,16h,空冷热处理后进行高温拉伸试验，其高温拉伸塑性见表4-5。

4.1.5 GH141合金再结晶图

4.1.5.1 GH141加工再结晶图见图4-2。

4.1.5.2 GH141固溶再结晶图见图4-3。

表4-4[5]

类型	θ/℃	900	950	975	1000	1050	1100	1150	1160	1200
冷却曲线	σ/MPa	749	404	-	227	206	156	-	102	-
	φ/%	19.9	23.6	55.4	67.4	83.1	81.1	-	53.1	-
加热曲线	σ/MPa	739	688	599	484	255	229	191	-	0
	φ/%	34.9	49.6	68.3	82.7	91.7	86.4	62.9	-	0

注：1 冷却曲线 以100℃/s加热到1160℃保温处理后，随炉冷却到规定温度再保温100s，以100m/s速度拉断。

    2 加热曲线 以100℃/s加热到规定温度保温100s，以100m/s速度拉断。

表4-5[2]

试验温度/℃	950	1000	1050	1100	1150	1200
高温拉伸塑性δ/%	21.8	31.8	66.6	102	117	108.2

 

 

4.2 GH141焊接性能 

4.2.1 GH141合金可熔焊、扩散焊、钎焊、摩擦焊。熔焊既可用电子束焊接，也可用氩弧焊焊接。熔焊缝在热处理时有产生应变时效裂纹倾向，为将这种倾向减到最小，应在焊接前固溶缓慢退火，即1080℃，随后以22℃/min冷却到650℃；另一办法是在焊接前进行过时效处理，即1080℃，30min，以1.7～4.4℃/min冷却到980，4h，以1.7～4.4℃/min冷却到870℃，4h,再以1.7～4.4℃/min冷却到760℃，16h,空冷[1,16～19]。焊后在消除焊接应力和恢复性能时，应快速加热通过时效硬化温度区间，这样可消除应变时效开裂倾向。使用细晶、低杂质含量母材，消除机械加工硬化，低的焊接线能量也可以降低应变时效开裂倾向

4.3 GH141零件热处理工艺 

4.3.1 GH141在较低温度下工作，要求零件具有高的拉伸强度和疲劳性能时，推荐采用1080℃，空冷＋760℃，16h，空冷。

4.3.2 GH141对在高温下工作，又要求材料具有高的热强性时，适宜的热处理规范为1180℃，空冷＋900℃，4h，空冷。

4.3.3 GH141对要求焊接的环形件等零部件，推荐采用1120℃，30min，空冷＋900℃，4h，空冷。

GH4141钢板材，依不同的交货状态有可以称为GH4141钢板、GH4141开平板、GH4141卷板;轧制工艺的不同有可以分为GH4141冷轧板和GH4141热轧板；依厚度不同又有GH4141薄钢板、GH4141中板、GH4141厚板、GH4141特厚板之说；千奇百怪的叫法不仅仅是从常规理解上体现还体现在GH4141化学成分/硬度/密度等性能的差异性上，下面就让我们先对GH4141板材材料的叫法来个标准定义吧：
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     冷轧GH4141|退货态|光亮表面|GH4141薄钢板厚度在0.2-4mm之间的钢板。
     冷轧GH4141|退货态|光亮表面|GH4141薄钢板宽度在500-1400mm之间。
     冷轧GH4141|退货态|光亮表面|GH4141卷板是薄钢板的另一种供货规格
     热轧GH4141|退货态|平整表面|GH4141厚钢板的宽度从0.6mm-3.0mm。
     热轧GH4141|退货态|平整表面|GH4141中板是厚度小于20mm的钢板，
     热轧GH4141|退货态|平整表面|GH4141厚板是厚度＞20mm至60mm的钢板，
     热轧GH4141|退货态|平整表面|GH4141特厚板是厚度＞ 60mm的钢板
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     在了解了GH4141钢板材的定义之后，让我们一起来看看上海JT金属集团作为GH4141板材的全球供应商不仅与世界各国知名钢厂建立合作关系，更是在国内拥有健全的供应网络，满足您的各种所需：
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上海JT金属集团（上海井腾金属制品有限公司/上海结腾精密模具厂）

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下面，有关不锈钢分类成分及性能介绍：

产品规格范围:直径6-500mm,长度0.5-30m；
产品规格范围:厚度0.5-80mm,长1-6米,宽0.5-3m
产品规格范围:外径6-530mm，壁厚0.5-50mm，长度1-12m；  
产品规格：锻件、棒材、板材、带材、环件、丝材、法兰等可根据客户要求生产
产品应用：普遍的应用于航天航空、电力、石油化学、船舶、机械、电子、环保等各个行业。

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上海JT金属集团GH4141原材料现货规格：
|——GH4141棒材规格:
GH4141黑皮圆钢： Φ50-600，L1000-4000
GH4141车光圆钢： Φ60-600，L1000-5000
GH4141热轧圆钢： Φ20-50，L1000-5000
GH4141冷拉圆钢： Φ4-20，L1000-5000
|——GH4141线材规格：
GH4141热轧线材：5.5-25，以卷的方式供应
GH4141冷拉线材：0.5-15，5.5-25，以卷或者盘的方式供应
|——GH4141板材规格：
GH4141热轧板材：厚T 4.5-36,宽W650-2000，长L1000-45000
GH4141冷轧板材：厚T 0.8-4.5,宽W650-1000，长L800-2200
|——GH4141管材规格：
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