目录

• 什么是 GH3030 钢？

• GH3030 材料的主要特点

• GH3030 等效等级

• GH3030 化学成分

• 钢级 GH3030 的机械性能

• 钢种 GH3030 的物理性能

• GH3030 高温合金的应用

• 镍基高温合金GH3030的深度冷热循环处理对机械性能和结构的影响1. 测试设计2. 测试结果和分析3. 总结

什么是 GH3030 钢？

GH3030 合金是一种早期开发的 80Ni-20Cr 固溶增强合金。 高温合金的化学成分简单。 它在800°C以下具有足够的热强度和高塑性，并具有良好的抗氧化性、热疲劳性、冷冲压和焊接加工性能。 该合金为固溶处理后的单相奥氏体，使用过程中其组织稳定。 我们的主要产品是冷轧板，也可以提供其他型材。 棒材、环、法兰、管材。 它主要用于在 800°C 或更低温度下运行的涡轮发动机的燃烧室部件，以及 1100°C 以下低负载的高温部件，这些部件需要抗氧化性。

GH3030 材料的主要特点

• 优异的热作性能：GH3030具有良好的延展性和可塑性，可以进行热、冷等多种方式加工，使其适用于多种生产工艺。

• 焊接性好：GH3030焊接性能好，可采用TIG、MIG、Arc等多种焊接方法进行焊接。

• 优异的抗弯曲和抗拉伸性能：GH3030具有优异的抗拉伸和抗弯曲性能，可用于高温高压环境下的结构件。

• 优异的耐热性：GH3030在高温环境下具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和抗热膨胀性，可用于燃气轮机、飞机发动机、核反应堆等高温设备的生产。

• 优异的耐腐蚀性：GH3030对许多化学介质具有良好的耐腐蚀性，如硝酸、氢氟酸、盐酸等，可用于化工、石油等领域。

GH3030 等效等级

中国法国俄罗斯英国美洲德国

国标国际生物中心NF EN/NFGOSTBSEN/BS 系列商业级UNS 公司W-编号

GH3030
（GH30）H30300 型ATG R
NC20TЭИ 435型号 HR5
DTD 703B
N203
N403尼莫尼克 75编号 N060752.463
2.4951

GH3030 化学成分

成分最小值最大值

铁–1

C–0.12

四–0.8

锰–0.7

P–0.015

S–0.01

铬1922

铜–0.2

钛0.150.35

铅–0.001

铝–0.15

其他Ni 容差

注意：

• 钢筋和环形坯料的标准规定，ω （Cu） ≤ 0.20%。

• 热轧板、冷轧板、冷轧带材、管材、冷镦用线材、线材和冷拔线材的标准规定，ω（Fe）≦1.00%，ω（P）≦0.015%，ω（S）≤0.010%，ω（pb）≤0.001%，ω（Cu）≤0.007%。

钢级GH3030 的机械性能

屈服强度 R第 0.2 页 （百万帕）594 （≧）

抗张强度 Rm （百万帕）151 （≧）

冲击 KV （J）14

伸长率 A （%）22

骨折面积 Z 减少 （%）24

热处理溶液和老化，退火，Auding，Q+T等。

H.B.W.422

钢种 GH3030 的物理性能

359 （≧）

密度：kg/dm3265 （≧）

温度：T °C/F44

比热 J/kgK43

导热系数 W/mK41

电阻：μΩ·cm溶液和老化，退火，Auxering，Q+T等。

温度 °C/°F522

蠕变应变极限 （10000h） （RP1,0）N/毫米2495

蠕变断裂强度 （10000h） （R）P1,0）N/毫米2582

GH3030 高温合金的应用

• 航空航天领域：GH3030高温合金可用于制造发动机、涡轮叶片、燃烧室等高温零件。

• 化工行业：GH3030高温合金可用于生产化学反应器、催化剂载体等高温腐蚀性环境组分。

• 动力领域：GH3030高温合金可用于生产发电厂锅炉、换热器等高温环保部件。

简而言之，GH3030高温合金是一种非常重要的高温结构材料，具有优异的高温性能和耐腐蚀性，广泛应用于航空、航天、化工、电力等领域。

镍基高温合金GH3030的深度冷热循环处理对机械性能和结构的影响

高温合金具有高温强度（可在600~1100°C高温氧化气氛和气体腐蚀条件下长期承受大工作载荷），良好的抗氧化性和热腐蚀性，良好的抗疲劳性和断裂韧性。 、塑性等综合性能，高温合金广泛用于航空航天、海军、核电和机车，以及英美的石油和化学工业，被称为高温合金。

高温合金GH3030是我国早期生产的几种高温合金的变种，具有非常高的综合力学性能。 GH3030 高温合金，用于固溶强化合金。 有几种第二相颗粒，其硬度较高。 由于存在大量的奥氏体孪晶，因此获得了良好的塑性。 高温合金 GH3030 具有高强度、低导热性和低硬度，这限制了材料的加工性能和重要元素的进一步广泛应用。 目前，为了实现高温合金零件的良好加工，主要是改进加工工艺，改进加工工具，控制加工环境。

深度冷却处理是改善材料性能的重要手段。

• （1）深度冷处理促进由奥氏体向马氏体的转变，使马氏体组织更加稳定。

• （2）通过深度冷处理，合金材料马氏体分布中的碳化物硬点变得更加多和细小，合金的组织更加均匀、致密和精细。

• （3）由于材料本身收缩引起的深度冷却处理，存在小缺陷（如微孔、应力集中部位等）和塑性变形，空位面经过再加热处理，产生残余应力。 这种残余应力减少了材料中的局部强度缺陷，并最终改善了材料的机械性能。

以往的研究表明，GH3030高温合金起着深度冷却的作用，当深度冷却时间延长时，硬度首先大大提高。 经过 10 小时的深度冷却处理，材料的显微硬度从 185HV 上升到 223HV，高达 20.54%。 随着深度冷却时间的增加，显微硬度降低，最终稳定在 160.13 HV 左右，比原始材料低约 51%。 通过 XNUMX 次深度冷却处理，两种高温合金材料都可以获得硬度高于原始材料硬度的合金材料。 也可以获得低硬度的高温合金材料。 即便如此，由于组织在单次深度冷却处理后的稳定性低，无法满足实际应用的需要。

1. 测试设计

测试材料 GH3030 为 2mm 厚的板，化学成分见表 1。 首先，从材料中切出大量试样，将试样分为A、B、C、D、E、F，共6组，每组为3个试样。

表 1 GH3030 合金的化学成分（质量分数，%）

铬锰钛铝铁C四镍

200.450.250.150.10.080.07津贴

每组标本均进行深度冷却处理。 具体加工参数如表 2 所示。 在表 XNUMX 中的深度冷却处理中，将样品直接放入液氮中冷却。

表 2 每组试样的热处理

样本编号热处理方法

一个80 小时低温处理

B80 小时低温处理 + 1000°C × 1 小时 + 80 小时低温处理

C80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理

D80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理

E80h低温处理 +1000°C×1h+80h低温处理 +1000°C×1h+80h低温处理 +1000°C×1h+80h低温处理 +1000°C×1h+80h低温处理 +1000°C×1h+ 80h低温处理 <>小时

F80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理+1000°C×1h+80h低温处理+1000°C×1h+ 80HC低温处理+1000°C×1h+80h低温处理

采用HV-1000型硬度计测量不同热处理试样的硬度，硬度值为每组3个试样硬度的平均值。 在 5 个位置测量每个试样的硬度，使用不包括最大值和最小值的平均值作为试件的硬度。 用TD-1000A电子拉力试验机测试材料的拉伸强度。

2. 测试结果和分析

长期深度冷却和多周期深度冷却提供更稳定的组织。 图 1 显示了 GH3030 高温合金在各种深度冷热处理循环后的硬度值。 从图中可以看出，材料经过 80 小时的深度冷却处理后的硬度值为 163HV，比原始材料的硬度（185HV）低 11.89%。 XNUMX 次深度冷处理可以降低高温合金的硬度，减少高温合金加工硬化现象的加工过程。

图 1 GH3030 因深度冷热处理循环次数的不同而产生的硬度值

高温合金经过深度冷热循环处理后的硬度随着循环次数的增加而不断提高，最高可达约 212HV。 与原材料的硬度 （185HV） 相比，它提高了 14.59%。 与单次深度冷却处理的硬度相比，硬度提高了 30.06%。

图 2 显示了 GH3030 材料在各种深度冷热处理循环后的拉伸曲线。 从图中可以看出，随着深度冷热处理循环次数的增加，高温合金的抗拉强度和韧性将在一定程度上得到提高，并最终趋于稳定。 有 3030 个原因。 XNUMX 是因为深度冷处理导致晶粒旋转，形成大量的双胞胎，从而提高了材料的韧性。 XNUMX 是深度冷却处理降低了母材的晶格常数，深度冷却处理后 XNUMX 相颗粒析出在高温合金中。 GHXNUMX高温合金XNUMX相的析出相主要是γ'相、碳化物析出物（块状和颗粒状相）、TCP相（针状）等。 除其他外，碳化物和 TCP 相（拓扑致密相序列）的沉淀导致合金的强度、韧性、蠕变和其他性能显着降低。 γ 阶段是强化阶段。

图 2 GH3030 在不同深度冷却后的拉伸曲线 - 热处理循环次数

高温合金 GH3030 具有较高的高温强度和韧性。 在加工过程中，硬质连续切削容易出现刀具振动和弹跳，不仅影响加工工艺和刀具强度要求，而且大大降低了材料的加工精度，是影响加工性能的重要因素。 p、S 易形成低熔点的共晶，降低热加工性，并因脆性和脆性而增加偏析晶界。 用 s 和 Ni 形成 Ni3S2 硫化物可以与 Ni 形成易熔共晶 （Eutectics），这有助于形成易熔共晶 （P， S， S） 以及易熔共晶 （P， S， S）。 S 和 Ni 形成 Ni3S2 硫化物、Ni 易熔共晶 （Ni + Ni3S2导致沿镍晶界分布的热脆化。 在热应力引起的深度冷却作用中，不同物质的热膨胀系数和热收缩系数是不一样的。 这些脆性和硬质沉淀相（硫化物、磷化物、碳化物、针状 TCP 相等）很容易断裂，沉淀颗粒和基质之间也很容易形成间隙。 经过长时间的深度冷却处理后，GH3030 的硬度明显下降，韧性下降。 同时，切屑的连续形状也发生了变化，以提高加工性能并延长刀具寿命。

虽然 GH3030 的可加工性有所提高，但由于深度冷却效应，其硬度大大降低，这会导致硬脆相断裂和开裂。 但是，对于高强度结构材料，硬度也是使用过程中需要保证的重要指标。 由于深度冷却处理后晶体材料中存在大量位错、小断裂颗粒和应力，深度冷却后的 GH3030 进行了高温处理。 高温处理闭合裂缝，将被破坏的硬质和脆性相转化为弥散和分散的颗粒。 同时，在晶体缺陷的位置发生再结晶，形成大量细小的新晶粒。 因此，随着深度冷热处理次数的增加，GH3030 经过多次深度冷热处理后获得的硬度不断提高。 同时，它的强度和韧性不会降低。

3. 总结

• （1） 3030 次深度冷却处理降低了 GHXNUMX 合金的硬度，提高了合金的可加工性。

• （2） 深度冷热循环处理的 GH3030 合金的抗拉强度和硬度会随着循环次数的增加而提高，最终变得稳定。

• （3） 在实际应用过程中，GH3030 经过长时间的深度冷却过程，在稳定组织和性能的同时获得较低的硬度和良好的可加工性。 之后，将加工后的成品以 3030 次循环多次进行深度冷热处理，获得机械性能高、结构和性能稳定的 GHXNUMX 零件。