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GH3170高温合金热轧板百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:49589次

GH3170高温合金热轧板百科解析

GH3170是一种性能优异的铁镍基固溶强化型高温合金,以其在高温环境下的良好综合性能而著称。其热轧板形态是重要的工业半成品,广泛应用于高温承力部件制造。

核心特性解析:

  1. 成分与强化机理:

  2. 镍和铁为基体,含有较高比例的(约20%),确保其在高温下具备优异的抗氧化和抗腐蚀能力。

  3. 添加钼、钨等元素进行固溶强化,显著提高合金的高温强度和抗蠕变性能。

  4. 含有微量的铈、钇等稀土元素,用于强化晶界、改善热加工塑性及进一步提高抗氧化性。

  5. 通过固溶强化作为主要强化手段,使其在高温下能保持良好的组织稳定性和塑性。

  6. 卓越的高温性能:

  7. 抗氧化与耐腐蚀: 在1000℃以下的空气及燃气介质中表现出色,尤其擅长抵抗含硫气氛的腐蚀。

  1. 高温强度与蠕变抗力: 在650-950℃温度区间内,拥有优异的持久强度和抗蠕变性能,满足高温承力部件的长期服役需求。

  2. 组织稳定性: 在长期高温使用过程中,不易析出有害相,性能衰减缓慢。

  3. 物理与力学性能:

  4. 物理性能: 具有相对较高的密度,线膨胀系数与多数高温合金相近,导热系数相对较低(高温合金普遍特性)。

  5. 室温力学性能: 热轧板具有良好的强度和适中的塑性,可满足后续加工和装配要求。

  6. 高温力学性能: 在高温下(如650℃以上)仍能保持远高于普通钢材的强度水平,是其核心价值所在。

  7. 热轧板工艺特性:

  8. 热加工性: 具有良好的热塑性,适合进行热轧加工成型。但需严格控制热加工温度范围(通常在1150℃左右开坯,终轧温度不低于900℃)和变形量,避免过热或温过低导致开裂或性能不均。

  9. 热处理: 热轧后通常采用固溶处理(如1150-1200℃保温后快速冷却),目的是获得均匀的过饱和固溶体,溶解加工过程中可能析出的相,最大化合金的塑性、韧性和高温性能。这是保证最终使用性能的关键步骤。

  10. 表面处理: 热轧板表面可能存在氧化皮,通常需要酸洗、喷砂等工艺进行清理,确保表面质量满足后续加工或使用要求。


典型应用领域:

  1. 航空航天发动机: 燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、导向叶片安装座等高温部件(工作温度可达950℃左右)。

  2. 燃气轮机: 燃烧室部件、过渡段、高温管道等(工作温度可达750-900℃)。

  3. 高温工业炉: 辐射管、炉辊、马弗罐、高温夹具等。

  4. 化工与能源: 高温反应器部件、热交换器管板、热处理设备等涉及高温腐蚀性环境的部件。

总结:

GH3170高温合金热轧板凭借其出色的高温强度、优异的抗氧化抗腐蚀能力以及良好的热加工工艺性,成为制造极端高温环境下关键承力结构件的理想选择。尤其在航空航天发动机和先进燃气轮机的高温燃烧区域,扮演着不可替代的角色。其性能的充分发挥依赖于精确的成分控制、优化的热轧工艺和严格的热处理制度。作为一种重要的高温结构材料,GH3170热轧板持续推动着高端装备在高温、高压、强腐蚀等苛刻环境下的性能边界,是材料研发与工程应用结合的典范。

以下是上海商虎集团一些常见且重要的GH高温合金牌号,按基体元素分类:

一、 镍基高温合金

这是应用最广泛、牌号最多的一类。

GH3030 (GH30): 固溶强化型。具有良好的热疲劳性能和抗氧化性,用于800℃以下工作的燃烧室、加力燃烧室等板材部件。

GH3039 (GH39): 固溶强化型。综合性能优于GH3030,抗氧化性更好,用于900℃以下的燃烧室等高温部件。

GH3044 (GH44): 固溶强化型。具有高的塑性和中等的热强性,优良的抗氧化性,用于950℃以下工作的燃烧室、加力燃烧室等板材部件。

GH3128 (GH128): 固溶强化型。具有高的塑性、良好的抗氧化性和冲压性能,用于950℃以下工作的火焰筒、加力燃烧室等板材部件。

GH3600 (GH600): 固溶强化型。对应国外Inconel 600。优良的高温耐腐蚀和抗氧化性能,用于化工、核工业等高温耐蚀环境。

GH3625 (GH625): 固溶强化型。对应国外Inconel 625。具有优异的耐腐蚀性(尤其是耐点蚀、缝隙腐蚀)、抗氧化性和良好的综合力学性能,用于航空航天、海洋工程、化工等领域。

GH4033 (GH33): 时效强化型。用于700-750℃工作的涡轮叶片等。

GH4037 (GH37): 时效强化型。用于750-800℃工作的涡轮叶片。

GH4049 (GH49): 时效强化型。具有较高的高温强度和良好的综合性能,用于850℃以下工作的涡轮叶片。

GH4080A (GH80A): 时效强化型。对应国外Nimonic 80A。用于700-800℃工作的涡轮叶片、螺栓等。

GH4090 (GH90): 时效强化型。对应国外Nimonic 90。用于850℃以下工作的涡轮叶片、导向叶片。

GH4093 (GH93): 时效强化型。用于750℃以下工作的涡轮盘。

GH4098 (GH98): 时效强化型。用于800-850℃工作的涡轮叶片。

GH4105 (GH105): 时效强化型。用于900℃以下工作的涡轮叶片。

GH4133 (GH33B): 时效强化型。GH4033的改进型,主要用于涡轮盘。

GH4141 (GH141): 时效强化型。对应国外Inconel X-750。具有优良的高温强度和抗氧化性,用于700℃以下工作的弹簧、紧固件、涡轮叶片等。

GH4163 (GH163): 时效强化型。用于850℃以下工作的燃烧室部件。

GH4169 (GH169): 最重要和应用最广泛的镍基高温合金之一。时效强化型。对应国外Inconel 718。具有优异的综合性能(高强度、良好的抗疲劳、抗氧化、耐腐蚀性),工艺性能好(可锻、可焊),用于650℃以下工作的航空发动机涡轮盘、压气机盘、环件、轴、紧固件、机匣、结构件等,也用于火箭发动机、核反应堆、石油化工等领域。

GH4202 (GH202): 时效强化型。用于900℃以下工作的导向叶片等。

GH4738 (GH738): 时效强化型。对应国外Waspaloy。具有高的蠕变强度和良好的抗氧化性,用于815℃以下工作的涡轮盘、叶片、紧固件等。

GH5188 (GH188): 固溶强化钴基合金。具有优异的抗氧化性和抗热腐蚀性,良好的冷热疲劳性能,用于980℃以下工作的导向叶片、燃烧室等。

二、 铁镍基高温合金

基体以铁镍为主(通常Ni含量≥25%)。

GH2036 (GH36): 时效强化型。用于650-700℃工作的涡轮盘、紧固件等。

GH2130 (GH130): 时效强化型。用于700-750℃工作的涡轮盘、叶片等。

GH2132 (GH132): 时效强化型。对应国外A286。具有较好的综合性能,用于650℃以下工作的涡轮盘、紧固件、承力构件等。

GH2135 (GH135): 时效强化型。GH2132的改进型,性能更高,用于700-750℃工作的涡轮盘。

GH2302 (GH302): 时效强化型。用于700℃以下工作的涡轮叶片。

GH2706 (GH706): 时效强化型。类似Inconel 718但含铁量更高,用于650℃以下工作的涡轮盘等。

GH2747 (GH747): 时效强化型。具有优良的抗氧化性和抗渗碳性,用于高温化工设备、热处理炉构件等。

GH2901 (GH901): 时效强化型。对应国外Incoloy 901。具有高的屈服强度和抗松弛能力,用于650℃以下工作的涡轮盘、轴、紧固件等。

GH2903 (GH903): 低膨胀高温合金。对应国外Incoloy 903。在较宽温度范围内具有低的热膨胀系数和恒弹性模量,用于航空发动机的环形件、机匣等需要控制间隙的部件。

GH2907 (GH907): 低膨胀高温合金。对应国外Incoloy 907。性能与GH2903类似,但抗拉强度更高。

GH2984 (GH984): 时效强化型。具有优良的抗热腐蚀性能,用于舰船和工业燃气轮机叶片等。

三、 钴基高温合金

GH5188 (GH188): 如前所述,固溶强化钴基合金。优异的抗氧化性、抗热腐蚀性和热疲劳性,用于导向叶片、燃烧室等。

GH5605 (GH605): 固溶强化钴基合金。对应国外L605 / Haynes 25。具有高的高温强度和优异的抗氧化性,用于燃烧室、导向叶片、航天器部件等。

GH6159 (GH159): 时效强化钴基合金(含Ni高)。对应国外MP35N / Co-35Ni-20Cr-10Mo。具有极高的强度、韧性和优异的耐腐蚀性(尤其耐海水、H2S环境),用于航空紧固件、弹簧、医疗器械等。

重要说明

牌号众多: 以上仅列举了部分常见和重要的牌号,实际GH牌号远不止这些(如GH2025, GH3039, GH3044, GH3128, GH4037, GH4043, GH4049, GH4090, GH4093, GH4098, GH4105, GH4133, GH4145, GH4163, GH4169, GH4199, GH4202, GH4220, GH4413, GH4500, GH4586, GH4698, GH4708, GH4710, GH4720Li, GH4738, GH4742, GH5188, GH5605, GH5941, GH6159, GH6783, GH738等等)。

对应关系: 很多GH牌号有对应的国外牌号(如Inconel, Nimonic, Waspaloy, Haynes, Incoloy等),但成分和性能指标可能存在细微差异,需查阅具体标准。

命名规则: GH后四位数字有其分类逻辑(例如前两位数字常代表不同的合金系列或强化方式),但作为使用者,主要依据标准规定的牌号来识别。

标准依据: 具体成分、性能要求、热处理制度等详细信息必须查阅最新的国家标准(GB/T 14992, GB/T 14993, GB/T 14994, GB/T 14995, GB/T 14996等)或相关行业、企业标准。

应用选择: 选择哪种GH合金取决于具体的工作温度、应力状态、环境(氧化、腐蚀)、寿命要求、工艺要求(铸造、锻造、焊接)和成本等因素。

总结: GH高温合金是一个庞大的体系,涵盖了从相对低端到顶尖性能的各类合金。了解具体牌号的特性需要查阅相应的国家标准或材料手册。在实际应用中,工程师会根据零件的服役条件和设计要求,从GH系列中挑选最合适的牌号。



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