高溫合金的特性與用途
高溫合金的牌號(hào)及化學(xué)成分
牌號(hào) | 化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(％) | ||||||||||||||||
新牌號(hào) | C | Cr | Ni | W | M0 | A1 | Ti | Fe | Nb | V | B | Ce | Mn | Si | P | S | 其他 |
固溶強(qiáng)化型鐵基合金 | |||||||||||||||||
GHl015 | ≤ 0.08 | 19.0 ～22.0 | 34.0 ～39.0 | 4.80 ～5.80 | 2.50 ～3.20 | 余量 | 1.10 ～1.60 | ≤0.010 | ≤ 0.050 | ≤ 1.50 | ≤ 0.60 | ≤ 0.020 | ≤ 0.015 | ||||
GHl0l6 | ≤ 0.08 | 19.0 ～22.0 | 32.0 ～36.0 | 5.00 ～6.00 | 2.60 ～3.30 |
余量 | 0.90 ～1.40 | 0.10 ～0.30 | ≤ 0.010 | ≤ 0.050 | ≤ 1.80 | ≤ 0.60 | ≤ 0.020 | ≤ 0.015 | N0.13 ～0.25 | ||
GHl035 | 0.06 ～0.12 | 20.0 ～23.0 | 35.0 ～40.0 | 2.50 ～3.50 | ≤ 0.50 | 0.70 ～1.20 | 余量 | 1.20 ～1.70 | ≤ 0.050 | ≤ 0.70 | ≤ 0.80 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | ||||
GHl040 | ≤ 0.12 | 15.0 ～17.5 | 24.0 ～27.0 | 5.50 ～7.00 | 余量 | 1.00 ～2.00 | 0.50 ～1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | N0.10 ～0.20 | |||||||
GHll3l | ≤ 0.10 | 19.0 ～22.0 | 25.0 ～30.0 | 4.80 ～6.00 | 2.80 ～3.50 | 余量 | 0.70 ～1.30 | ≤ 0 .005 | ≤ 1.20 | ≤ 0.80 | ≤ 0.020 | ≤ 0.020 | N0.15 ～0.30 | ||||
GHll40 | 0.06 ～0.12 | 20.0 ～23.0 | 35.0 ～40.0 | 1.40 ～1.80 | 2.00 ～2.50 | 0.20 ～ 0.60 | 0.70 ～1.20 | 余量
| 一 | 一 | ≤ 0.050 | ≤ 0.70 | ≤ 0.80 | ≤ 0.025 | ≤ 0.015 | ||
時(shí)效硬化型鐵基合金 | |||||||||||||||||
GH2018 | ≤ 0.06 | 18.0 ～21.0 | 40.0 ～44.0 | 1.80 ～2.20 | 3.70 ～4.30 | 0.35 0.75 | 1.80 ～2.20 | 余量 | ≤ 0.015 | ≤ 0.020 | ≤ 0.50 | ≤ 0.60 | ≤ 0.020 | ≤ 0.015 | Zr《 0.050 | ||
GH2036 | 0.34 ～0.40 | 11.5 ～13.5 | 7.0
～9.0 | 1.10 ～1.40 | ≤ 0.12 |
余量 | 0.25 ～0.50 | 1.25 ～1.55 | 7.50 ～9.50 | 0.30 ～0.80 | ≤ 0.035 | ≤ 0.030 | |||||
GH2038 | ≤ 0.10 | l0.0 ～12.5 | 18.0 ～21.0 | ≤0.50 | 2.30 ～2.80 |
余量 | ≤ 0.008 | ≤ 1.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | ||||||
GH2130 | ≤ 0.08 | 12.0 ～16.0 | 35.0 ～40.0 | 5.00 ～6.50 | 1.40 ～2.20 | 2.40 ～3.20 |
余量 | ≤ 0 .020 | ≤ 0.020 | ≤ 0.50 | ≤ 0.60 | ≤ 0.015 | ≤ 0.015 | ||||
GH2132 | ≤ 0.08 | 13.5 ～16.0 | 24.0 ～27.0 | 1.00 ～1.50 | ≤ 0.40 | 1.75 ～2.30 |
余量 | 0.10 ～0.50 | 0.00l ～0.010 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | ||||
GH2135 | ≤ 0.08 | 14.0 ～16.0 | 33.0 ～36.0 | 1.70 ～2.20 | 1.70 ～2.20 | 2.00 ～2.80 | 2.10 ～2.50 |
余量 | ≤ 0.015 | ≤ 0.030 | ≤ 0.40 | ≤ 0.50 | ≤ 0.020 | ≤ 0.020 | |||
GH2136 | ≤ 0.06 | 13.0 ～16.0 | 24.5 ～28.5 | 1.0D ～1.75 | ≤ 0.35 | 2.40 3.20 |
余量 | 0.01 ～0.10 | 0.005 ～0.025 | ≤ 0.35 | ≤ 0.75 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | ||||
GH2302 | ≤ 0.08 | 12.0 ～16.0 | 38.0 ～42.0 | 3.50 ～4.50 | 1.50 ～2.50 | 1.80 ～2.30 | 2.30 ～2.80 |
余量 | ≤ 0.0l0 | ≤ 0.020 | ≤ 0.60 | ≤ 0.60 | ≤ 0.020 | ≤ 0.010 | Zr≤ 0 .050 | ||
牌號(hào) | 化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(％) | ||||||||||||||||
新牌號(hào) | C | Cr | Ni | W | M0 | Al | Ti | Fe | Nb | V | B | Ce | Mn | Si | P | S | 其他 |
固溶強(qiáng)化型鎳基合金 | |||||||||||||||||
GH3030 | ≤ 0.12 | 19.0 ～22.0 | 余量 | ≤ 0.15 | 0.15 ～0.35 | ≤ 1.50 | ≤ 0.70 | ≤ 0.80 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | |||||||
GH3039 | ≤ 0.08 | 19.0 ～22.0 | 余量 | 1.80 ～2.30 | 0.35 ～0.75 | 0.35 ～0.75 | ≤3.0 | 0.90 ～1.30 | ≤ 0.40 | ≤ 0.80 | ≤ 0.020 | ≤ 0.012 | |||||
GH3044 | ≤ 0.10 | 23.5 ～26.5 | 余量 | 13.0 ～16.0 | ≤ 1.50 | ≤ 0.50 | 0.30 ～0.70 | ≤ 4.0 | ≤ 0.50 | ≤ 0.80 | ≤ 0.013 | ≤ 0.013 | |||||
GH3128 | ≤ 0.05 | 19.0 ～22.0 | 余量 | 7.5 ～9.0 | 7.50 ～9.0 | 0.40 ～0.80 | 0.40 ～ 0.80 | ≤
2.0 | ≤ 0.005 | ≤ 0.050 | ≤ 0.50 | ≤ 0.80 | ≤ 0.013 | ≤ 0.013 | Zr≤ 0.06 | ||
時(shí)效硬化型鎳基合金 | |||||||||||||||||
GH4033 | 0.03 ～0.08 | 19.0 ～22.0 | 余量 | 0.60 ～1.00 | 2.40 ～2.80 | ≤ 4.0 | ≤ 0.010 | ≤0.010 | ≤ 0.35 | ≤ 0.65 | ≤ 0.015 | ≤ 0.007 | |||||
GH4037 | 0.03 ～0.10 | 13.0 ～16.0 | 余量 | 5.00 .00 | 2.00 ～4.00 | 1.70 ～2.30 | 1.80 ～2.30 | ≤ 5.0 | 0.10 ～0.50 | ≤ 0.020 | ≤ 0.020 | ≤ 0.50 | ≤ 0.40 | ≤ 0.015 | ≤ 0.010 | ||
CH4043 | ≤ 0.12 | 15.0 ～19.0 | 余量 | 2.00
3.50 | 4.00 ～6.00 | 1.00 ～1.70 | 1.90 ～2.80 | ≤5.0 | 0.50 ～1.30 | ≤ 0.010 | ≤ 0.0310 | ≤ 0.50 | ≤ 0.60 | ≤ 0.015 | ≤ 0.010 | ||
GH4049 | ≤ 0.10 | 9.5 ～11.0 | 余量 | 5.00 6.00 | 4.50 ～5.50 | 3.70 ～4.40 | 1.40 ～1.90 | ≤1.5 | 0.20 ～0.50 | ≤ 0.015 | 《 0.020 | ≤ 0.50 | ≤ 0.50 | ≤ 0.010 | ≤ 0.010 | C014.0 ～16.0 | |
GH4133 | ≤ 0.07 | 19.0 ～22.0 | 余量 | 0.70 ～1.20 | 2.50 ～3.00 | ≤ 1.5 | 1.15 ～1.65 | ≤ 0.010 | ≤ 0.010 | ≤ 0.35 | ≤ 0.65 | ≤ 0.015 | ≤ 0.007 | ||||
GH4169 | ≤ 0.08 | 17.0 ～21.0 | 50.0 ～55.0 | 2.8 ～3.3 | 0.20 ～0.60 | 0.65 ～1.15 | 余 | 4.75 ～5.50 | ≤ 0.006 | ≤ 0.35 | ≤ 0.35 | ≤ 0.015 | ≤ 0.015 | ||||
注：1.GHl035合金中的Ti和Nb為任選其一，不是同時(shí)加入的。
2.GH3039合金中允許有鈰(Ce)存在。
3.表中B、Zr、Ce的含量為計(jì)算加入量，可不分析測(cè)定(除非產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議、合同中另有規(guī)定)。
下表高溫合金的成品化學(xué)成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 允許偏差 (％)
元 素 | 規(guī)定元素的范圍 | 允許偏差 | |
上偏差 | 下偏差 | ||
C | ≤0.10 >0.10～≤0.25 >0.25 | 0.0l 0.02 | 0.01 0.02 |
si | ≤0.05 >0.05～0.25 >0.25～0.50 >0.50～1.00 | 0.01 0.02 0.03 0.05 | 0.0l 0.02 0.03 0.05 |
Mn | ≤1.00 >1.00～3.00 >3.00 | 0.03 0.04 0.07 | 0.03 0.04 0.07 |
P | 全范圍 | 0.005 | |
S | 全范圍 | 0.003 | |
V | 全范圍 | 0.02 | 0.02 |
Cr | >5.0～15.0 >15.0～25.0 | 0.15 0.25 | 0.15 0.25 |
Fe | ≤5.0 >5.0～l0.0 >l0.0～15.0 >15.0～30.0 >30.0～50.0 | 0.05 0.10 0.15 0.30 0.45 | 0.05 0.10 0.15 0.30 0.45 |
Ni | >20.0～30.0 >30.0～40.0 >40.0～60.0 >60.0～80.0 | 0.25 0.30 0.35 0.45 | 0.25 0.30 0.35 0.45 |
Al | ≤5.0 >5.0 | 0.02 0.10 | 0.02 0.10 |
Ti | ≤0.50 >0.50～1.00 >1.00～2.00 >2.00～3.50 >3.50～5.00 | 0.03 0.04 0.05 0.07 0.10 | 0.03 0.04 0.05 0.07 0.10 |
元 素 | 規(guī)定元素的范圍 | 允許偏差 | |
上偏差 | 下偏差 | ||
Co | ≤0.20 >0.20～1.00 >1.0～5.0 | 0.02 0.03 0.05 | 0.02 0.03 0.05 |
Nb | ≤5.0 >5.0 | 0.02 0.10 | 0.02 0.10 |
W | ≤5.0 >5.0 | 0.05 0.10 | 0.05 0.10 |
Mo | ≤5.0 >5.0 | 0.02 0.10 | 0.02 0.10 |
Cu | ≤0.20 >0.20～0.50 >0.50～5.00 | 0.02 0.03 0.04 | 0.02 0.03 0.04 |
高溫合金的特性和應(yīng)用： 見(jiàn)下表
類別 | 牌 號(hào) | 主要特性 | 應(yīng)用舉例 |
1. 固 溶 強(qiáng) 化 型 鐵 基 合 金 | GHl015 | 這類合金含鉻、鎳量相對(duì)較高，含彌散強(qiáng)化相形成元素(V、Al、Ti)量相對(duì)較少。 它的熱處理主要形式為“固溶處理”，通過(guò)固溶處理可達(dá)到強(qiáng)化的目的。 在零件需要多次冷壓加工時(shí)，為消除加工硬化、恢復(fù)塑性，也要進(jìn)行固溶處理。 零件焊接后通常進(jìn)行退火處理以消除內(nèi)應(yīng)力。 由于鉻、鎳含量較高，故這類合金抗氧化溫度較高，一般可達(dá)900％以上； 但因含彌散強(qiáng)化相形成元素較少，合金中化合物數(shù)量較少，故室溫強(qiáng)度、 高溫強(qiáng)度都較低。 這類合金固溶處理后的組織為奧氏體，故塑性好，可以冷壓成形； 由于含碳量少，故焊接性亦好這類合金主要用來(lái)制作形狀復(fù)雜、冷壓成型、受力不大， 但要求抗氧化能力較高的高溫零件，其中最典型的零件是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室 | 900℃以下的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 |
GHl016 | 700～900％的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 | ||
GHl035 | 750～800℃的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室和加力燃燒室 | ||
GHl040 | 800℃以下的燃燒室、加力燃燒室和700~C以下的渦輪盤、軸及葉片材料 | ||
GH1131 | 900℃以下的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室和其他高溫部件 | ||
GH1140 | 800～900℃的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 | ||
2. 時(shí) 效 硬 化 型 鐵 基 △ 口 金 | GH2018 | 這類合金鉻、鎳含量相對(duì)較低，故抗氧化的溫度僅約800％， 但是含彌散強(qiáng)化相形成元素(v、Al、Ti)量相對(duì)較高， 在固溶體基體上可形成化合物強(qiáng)化相，所以常用熱處理形式為固溶處理+時(shí)效。 通過(guò)固溶處理，可以使合金固溶強(qiáng)化； 通過(guò)時(shí)效處理，可以使合金析出細(xì)小強(qiáng)化相[VC、Ni3Al、Ni3Ti，Ni3(Al·Ti)]， 從而提高室溫和高溫強(qiáng)度。 固溶并時(shí)效處理后的組織為奧氏體+彌散化合物。例如GH2132的化合物量為2.5％、 GH2135的化合物量為14％這類合金通常應(yīng)用于高溫下受力的零件， 如渦輪盤、螺栓和工作溫度不高的轉(zhuǎn)子葉片等 | 800℃以下的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室和其他高溫部件 |
GH2036 GH2038 | 650℃以下的渦輪盤、環(huán)形件和緊固件 | ||
700℃以下的渦輪盤、軸和葉片 | |||
GH2130 | 800℃以下的增壓渦輪和燃?xì)鉁u輪葉片材料 | ||
GH2132 | 650～700℃的渦輪盤、環(huán)形件、沖壓焊接件和緊固零件材料 | ||
GH2135 | 700～750℃的渦輪盤、工作葉片和其他高溫部件 | ||
GH2136 | 650～700℃的渦輪盤材料 | ||
GH2302 | 800～850℃的燃?xì)鉁u輪葉片和 700℃～750℃的燃?xì)廨啓C(jī)葉片等材料 | ||
3. 固 溶 強(qiáng) 化 型 鎳 基 金 | GH3030 | 特性、用途和相應(yīng)的固溶強(qiáng)化型鐵基合金、時(shí)效硬化型鐵基合金基本相同。 不同之處在于基體的差別。鐵基高溫合金的基體金屬是鐵(含鐵量約50％左右)， 含鉻量約10％。 23％、含鎳量約7％一40％；而鎳基高溫合金的基體金屬是鎳， 鎳含量大于50％ 由于鎳含量的提高， 故鎳基高溫合金比鐵基高溫合金的熱強(qiáng)性高，最高工作溫度已達(dá)到1050℃左右； 但其可切削加工性亦隨之變差。同時(shí)由于它們都含有大量的鎳，不符合我國(guó)資源情況， 應(yīng)逐步采用鐵基高溫合金來(lái)代替 | 800℃以下渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件，可用GHll40代 |
GH3039 | 800～850℃的火焰筒及加力燃燒室等零件 | ||
GH3044 | 850～900℃的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室及加力燃燒室等零件 | ||
GH3128 | 800～950℃的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等零件 | ||
4. 時(shí) 效 硬 化 型 鎳 基 合 金 | GH4033 | 700℃以下的渦輪葉片和750℃以 下的渦輪盤等材料 | |
GH4037 | 800～850℃的渦輪葉片材料 | ||
GH4043 | 800～850℃的排氣門座后卡圈零件和燃?xì)鉁u輪葉片 | ||
GH4049 | 900℃以下的燃?xì)鉁u輪工作葉片及其他受力較大的高溫部件 | ||
GH4133 | 700～750℃的渦輪盤或葉片 | ||
GH4169 | 350～750℃的抗氧化熱強(qiáng)材料 |
注：各成分含量皆指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
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