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铁基 GH1040 固溶强化合金棒材参数解析

发布:sonhooalloy 浏览:1981次

铁基 GH1040 固溶强化合金棒材参数解析

一、概述


GH1040 是一种 Fe-Ni-Cr 基固溶强化型变形高温合金,通过铬、钼等元素的固溶强化作用稳定奥氏体基体。该合金在 700℃以下具备优异的热强性,同时在 900-1000℃范围内表现出较高的瞬时强度,适用于短时高温环境。其含镍量约 26%,兼具良好的耐热性、耐腐蚀性及加工性能,广泛应用于航空航天、能源及化工等领域。

二、化学成分

GH1040 的化学成分以铁为基体,添加多种合金元素协同强化:

  • 碳(C):≤0.12%,低碳设计减少焊接时晶界碳化物析出。

  • 铬(Cr):15.0-17.5%,增强抗氧化性和耐腐蚀性。

  • 镍(Ni):24.0-27.0%,稳定奥氏体结构并提升高温强度。

  • 钼(Mo):5.5-7.0%,固溶强化基体并改善抗腐蚀性能。

  • 氮(N):0.10-0.20%,进一步强化晶格结构。

  • 其他元素:硅(Si)、锰(Mn)等辅助优化加工性能,硫(S)、磷(P)等杂质严格控制在≤0.02% 和≤0.03% 以内。

三、物理性能


  • 密度:8.08 g/cm³。

  • 热导率:100℃时为 12.6 W/(m・K),900℃时增至 27.6 W/(m・K)。

  • 线膨胀系数:20-900℃范围内为 14.4×10⁻⁶/K 至 18.5×10⁻⁶/K。

  • 电阻率:20℃时约 0.905 Ω・mm²/m,随温度升高逐渐增加。

四、力学性能


GH1040 在常温下的典型力学性能如下:


  • 抗拉强度(σb):≥520 MPa。

  • 屈服强度(σ₀.₂):≥205 MPa。

  • 伸长率(δ₅):≥40%。

  • 断面收缩率(ψ):≥50%。

  • 硬度:≤187 HB(或≤90 HRB、≤200 HV)。
    通过温加工强化(如 10%-15% 变形量)并结合时效处理,可显著提升强度指标。

五、热处理制度


  • 冷拉棒材:1200℃固溶 1 小时空冷,随后 700℃时效 16 小时空冷。

  • 热轧棒材:1160-1180℃固溶 2 小时炉冷,再经 700℃时效 5 小时空冷。

  • 盘材:1200℃固溶 8 小时炉冷,温加工强化(变形量 10%-12%)后,700℃时效 25 小时空冷。

六、加工与焊接性能


  • 热加工:在 1010-1150℃范围内具有良好塑性,适合锻造、轧制等工艺。

  • 冷加工:可通过冷轧、冷拉等工艺制成薄板、丝材,需中间退火消除应力。

  • 焊接:采用氩弧焊、电子束焊等方法,焊前需清理表面,焊后建议退火处理以改善性能。

七、应用领域


  • 航空航天:用于制造燃烧室、涡轮盘、轴及紧固件等,工作温度≤950℃。

  • 能源工业:核反应堆管道、高温反应器部件及热交换器。

  • 石油化工:耐蚀环境中的高温容器、管道及阀门。

  • 其他领域:高温加热设备、挤压模具及海洋工程结构件。

八、供货状态与规格


  • 供货状态:热轧 / 锻材(固溶 + 酸洗 / 机加工)、冷轧板(固溶 + 酸洗 / 光亮退火)、丝材(光亮拉丝 + 退火)等。

  • 常见规格:棒材:直径 Φ0.01-12.7mm(成卷),或 Φ10-520mm 管坯。板材 / 带材:厚度及宽度可定制,支持不规则锻件加工。

  • 包装方式:桶装、绕轴或打卷后防护包装,确保运输安全。

九、总结


GH1040 合金凭借其平衡的高温强度、耐腐蚀性及加工性能,成为多领域关键结构材料。通过优化成分设计与热处理工艺,可进一步拓展其在极端环境下的应用潜力。



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