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GH
GH132

一、概述

GH132是Fe-25Ni-15Cr基高溫合金,加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強化。在650℃以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度,并且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。適合制造在650℃以下長期工作的航空發動機高溫承力部件,如渦輪盤、壓力機盤、轉子葉片和緊固件等。該合金可以生產各種形狀的變形產品,如盤件、鍛件、板、棒、絲和環形件等。 優質GH132合金,是在GH132合金基礎上發展而來,只要是提高合金純潔度,限制氣體含量,控制低熔點元素含量,并調整熱處理制度,從而使合金的熱強性和長期使用性能提高。



1.1 GH132 材料牌號  GH2132

1.2 GH132 相近牌號  A286,UNSS66286(美國),ZbNCT25(法 國),P.Q.A286(美國)

1.3 GH132 材料的技術標準

GJB 2611-1996 《航空用高溫合金冷拉棒材規范》

GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》

GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環坯規范》

GJB 3065-1998 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》

GJB 3167-1998 《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規范》

GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板規范》

GJB 3782-1999 《航空用高溫合金鍛制圓餅規范》

GB/T 14996-1994 《高溫合金冷軋薄板》

Q/3B4071-1993 《YZGH132合金熱軋棒材》

Q/6S1032-1992 《高溫緊固件用YZGH132合金棒材》

1.4 GH132 化學成分  GH132合金化學成分見表1-1,優質GH132合金化學成分見表1-2。

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 注:1 冷拉棒、圓餅和環坯標準規定ω(Ti)1.80%~2.35%。

    2 熱軋和冷軋板標準規定,ω(B)0.003%~0.010%,ω(Mn)≤2.00%,ω(P)≤0.020%,ω(S)≤0.015%。

    3 冷拉焊絲標準規定,ω(Al)≤0.35%,ω(Ti)1.75%~2.35%,ω(Si)0.40%~1.00%,ω(P)≤0.020%,ω(S)≤0.015%。

    4 冷鐓用絲材標準規定,ω(Ti)1.75%~2.35%,ω(Si)0.40%~1.00%,ω(P)≤0.025%,ω(S)≤0.020%。

    5 熱軋和鍛制棒材標準規定ω(Cu)≤0.25%。

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注:微量元素Se、Te、Tl在確定分析方法前,報實測數據,不作為驗收依據。

1.5 GH132 熱處理制度 材料標準規定的GH132熱處   理制度見表1-3;優質GH132熱處理制度為900℃±10℃,1~2h,油冷+750℃±10℃,16h,空冷。

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 注:冷拉棒和冷拉絲標準規定,性能檢驗不合格時,可以不大于760℃時效16h,合格后交貨。

.6 GH132 品種規格和供應狀態 可以供應各種規格的棒材、板材、絲材、盤件和環件。棒材、圓餅和環坯不經熱處理交貨;熱軋板和冷軋板固溶和酸洗后交貨;冷拉棒材于固溶+酸洗狀態交貨;冷鐓絲可于固溶+酸洗盤狀、或固溶+酸洗直條狀、或固溶直條狀磨光和冷拉等幾種狀態交貨;冷拉焊絲于冷拉狀態、或固溶+酸洗、或半硬狀態交貨。

1.7 GH132熔煉和鑄造工藝 GH132合金可采用非真空感應+電渣,電弧爐+電渣和電弧爐+真空電弧以及真空感應+真空電弧等工藝熔煉。優質GH132合金可采用真空感應+真空電弧工藝熔煉。

1.8 GH132 應用概況與特殊要求 在航空上主要用于在650℃以下工作的發動機壓氣機盤、渦輪盤、承力環、機匣、軸類、緊固件和板材焊接承力件等。在國內該合金已在航空上獲得較為廣泛的應用。優質GH132合金用作航空發動機壓氣機葉片及高溫緊固件等。


二、GH132 物理及化學性能

2.1 GH132 熱性能

2.1.1 GH132 熔化溫度范圍  1364-1424℃[1]。

2.1.2 GH132 熱導率  見表2-1。

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2.1.3 GH132線膨脹系數 GH132線膨脹系數見表2-2;優質GH132線膨脹系數見表2-3

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2.2 GH132密度  GH132:ρ=7.93g/cm3[1];優質GH132:ρ=7.99g/cm3[2]。

2.3 GH132電性能  電阻率見表2-4

2.4 GH132磁性能  

2.5 GH132化學性能

2.5.1 GH132抗氧化性能 合金在空氣介質中試驗100~300h后的氧化速率見表 2-5。

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三、GH132力學性能

技術標準規定的性能  GH132合金見表3-1;優質GH132合金見表3-2

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① 冷拉棒和冷鐓用絲材,固溶狀態硬度不大于HBS202(HV194)。

② 板材的高溫拉伸和持久試驗只作一個溫度,如合同中未注明時按650℃進行試驗。

③ 如需方要求,可按括號內指標進行檢驗。


四、GH132組織結構

4.1 相變溫度

4.2 時間-溫度-組織轉變曲線 GH132合金中η-Ni3Ti相的析出動力學曲線見圖4-1。

4.3 合金組織結構 GH132合金在標準熱處理狀態下,在γ基體上有球狀均勻彌散分布的Ni3(Ti,Al)型γ′相以及TiN,TiC,晶界有微量M3B2,晶界附近可能有少量η相和L相。合金硅、硫含量較高時,會有G相、Y相在晶界析出。長期時效或使用后是否有σ相析出,與合金成分有關。近年來采用相分析

計算方法提出了如下簡化公式:

ΔNv′=Ni-3Ti-3.5Al-1.7Si-0.9Cr-4.7[1]

注:元素符號表示該元素在合金中的重量百分比。當ΔNV′>0

時,無σ相析出。

γ′相的溶解溫度為830~850℃,開始析出溫度在650℃左右,700~730℃析出最多。標準熱處理后γ′相數量約為合金重量的2%~3%,直徑約10~20nm,其化學組成近似(Ni0.93Fe0.04Cr0.03)2.73(Ti0.83Al0.17)。550~650℃長期時效后,γ′相數量稍微增加,尺寸略微長大。當合金中ω(Al)>0.4%時,就有可能出現胞狀γ′相。

TiC,TiN的數量約占合金重量的0.25%,基本上不參與合金熱處理過程的組織轉變。TiC在1180℃以上才開始溶解,TiN則更不易溶解。

η相形成的溫度區間約在700~900℃之間,析出溫度與合金Ti含量相關。

M3B2相在1040~1080℃固溶時已大量溶解,至1180~1210℃可完全溶解,M3B2在650℃時效已有析出。

L相在950~990℃之間股溶蝕溶解,析出峰在850℃左右。G相在982℃以上開始溶解,至1120℃可完全溶解,析出峰在850℃左右。σ相析出溫度在650~900℃之間,析出峰在750~850℃左右。G、σ和η相的出現對合金性能起損害作用。

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GH132工藝性能與要求

5.1 成型性能

5.1.1 GH132合金的工藝塑性圖見圖5-1,再結晶圖見圖5-2。

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5.1.2 合金鍛造開坯加熱溫度1080~1140℃,終鍛溫度高于900℃。水壓機開坯時加熱溫度1110℃,停壓溫度高于950℃;模鍛開壓溫度為1100℃,停壓溫度高于930℃。環件軋制加熱溫度1130~1150℃,終軋溫度高于900℃。棒材及型材軋制溫度1080~1140℃,終軋溫度高于900℃。

5.2 焊接性能 合金具有滿意的焊接性能,可用氬弧焊、點焊、縫焊緊進行焊接。合金于固溶狀態進行焊接,焊后進行時效處理。

5.2.1 手工和自動鎢極對接氬弧焊規范見表5-1。推薦采用HGH113焊絲和較小的焊接能量輸入。

5.2.2 自動鎢極脈沖氬弧焊對焊規范見表5-2。

5.2.3 縫焊規范見表5-3。

5.2.4 焊后進行時效處理的氬弧焊對接接頭的強度系數大于90%。

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5.3 零件熱處理工藝 固溶溫度980~1000℃,根據零件截面厚度溫度保溫不同時間后進行空冷、油冷或水冷后,再在700~720℃時效12~16h后空冷。優質GH132合金制零件的熱處理工藝為:固溶900℃±10℃,1~2h,油冷+時效750℃±10℃,16h,空冷。

5.4 表面處理工藝 在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯涂層涂層進行有效的保護.

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