Processo de produção de barras GH4169
O processo de fabricação das barras de liga-de alta temperatura GH4169 é um processo termomecânico complexo projetado para controlar sua microestrutura e garantir suas excelentes propriedades mecânicas. As principais etapas incluem fusão inicial, refusão e purificação, trabalho a quente (forjamento/laminação) e tratamento térmico preciso em vários-estágios.
Qual é a composição da liga GH4169?
A composição química da liga GH4169 é a seguinte: Ni 53,44%, Cr 18,56%, Mo 3,02%, Nb 5,3%, Al 0,44%, Ti 1,04%, C 0,026%, P 0,005%, S 0,001%, B 0,002%, equilíbrio de Fe (porcentagem em peso).
Composição química da haste GH4169 (%)
| Elemento | Composição (%) |
|---|---|
| Não | 50.0 – 55.0 |
| Cr | 17.0 – 21.0 |
| Fé | Equilíbrio |
| Mo | 2.8 – 3.3 |
| Ta | 4.75 – 5.5 |
| Ti | 0.65 – 1.15 |
| Al | 0.2 – 0.8 |
| Co | Menor ou igual a 1,0 |
| Mn | Menor ou igual a 0,35 |
| Si | Menor ou igual a 0,35 |
| S | Menor ou igual a 0,015 |
| P | Menor ou igual a 0,015 |
| C | Menor ou igual a 0,08 |
| Cu | Menor ou igual a 0,3 |
| B | 0.001 – 0.006 |
Propriedades físicas da barra GH4169
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 8,19g/cm³ |
| Ponto de fusão | 1260 – 1320 graus |
| Condutividade Térmica | 11,2 W/m·K (a 20 graus) |
| Capacidade Específica de Calor | 435 J/kg·K (a 20 graus) |
| Resistividade Elétrica | 1,25 µΩ·m (a 20 graus) |
| Coeficiente de Expansão Térmica | 13,0 x 10⁻⁶ / grau (20 – 100 graus) |
| Módulo de Young | 204 GPa |
| Razão de Poisson | 0.29 |
1. Preparação e fusão de materiais
Matérias-primas: esse processo começa com matérias-primas de alta-pureza, incluindo níquel puro, ferro, cromo, molibdênio, nióbio, alumínio e titânio.
Processo de fusão tripla: Para atingir a pureza necessária e minimizar inclusões (como óxidos e nitretos), a produção industrial normalmente emprega um processo de "fusão tripla":
Fusão por indução a vácuo (VIM): As matérias-primas são fundidas em ambiente de vácuo para controlar com precisão a composição química e remover elementos e gases nocivos (desgaseificação).
Refusão por eletroescória (ESR): O lingote VIM é então refundido usando ESR para dessulfurização profunda e remoção adicional de inclusões, o que ajuda a eliminar a segregação macroscópica.
Refusão a arco a vácuo (VAR): o estágio final usa a refusão a arco a vácuo (VAR) para refinar a estrutura do grão, melhorar a uniformidade e garantir um lingote de alta-qualidade adequado para processamento posterior.
2. Trabalho a Quente (Forjamento e Laminação)
Homogeneidade: antes da deformação mecânica, o lingote passa por um tratamento térmico prolongado de homogeneização em alta-temperatura (por exemplo, manutenção a 1.160 graus por 24 horas seguida de manutenção a 1.200 graus por 24 horas) para dissolver fases de baixo ponto de-fusão-(como a fase de Laves) e eliminar a microssegregação.
Forjamento/Laminação a Quente: O lingote homogeneizado é então processado em barras usando processos de trabalho a quente, como forjamento ou laminação a quente, normalmente dentro de uma faixa de temperatura de 950–1050 graus. Esta etapa crucial utiliza recristalização dinâmica (DRX) para quebrar estruturas grossas como{3}}fundidas, refinar grãos e garantir microestrutura uniforme, o que é essencial para as propriedades mecânicas finais.
3. Tratamento térmico
Após o trabalho a quente, as barras necessitam de tratamento térmico específico para atingir as propriedades finais controlando a precipitação das fases de reforço (principalmente ' e ''):
Tratamento de Solução: As barras são aquecidas a uma temperatura elevada (por exemplo, 950-980 graus ou 1010-1065 graus, dependendo das propriedades desejadas) e mantidas durante um período de tempo (aproximadamente 1 hora) para permitir que os elementos de reforço formem uma solução sólida. Isso normalmente é seguido por resfriamento rápido (têmpera em água ou têmpera em óleo).
Tratamento de envelhecimento (envelhecimento duplo): este é um processo de dois-estágios para precipitar as fases de fortalecimento:
Aquecimento a aproximadamente 720 graus e manutenção por 8 horas.
Finalmente, o forno é resfriado a 620 graus a uma taxa controlada (aproximadamente 50 graus/h) e mantido por 8 horas.
Finalmente, resfriamento do ar até a temperatura ambiente. Este processo é crucial para obter alta resistência e eliminar a sensibilidade ao entalhe.
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