上海墨鉅特殊鋼有限公司
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GH5188
GH5188是固溶強(qiáng)化型鈷基高溫合金,加入14%的鎢固溶強(qiáng)化,使合金具有優(yōu)良的高溫?zé)釓?qiáng)性,添加較高含量鉻和微量鑭,使合金具有良好的高溫抗氧化性能,同時具有滿意的成形、焊接等工藝性能,適于制造航空發(fā)動機(jī)上在980℃以下要求高強(qiáng)度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天發(fā)動機(jī)和航天飛機(jī)上使用??缮a(chǎn)供應(yīng)各種變形產(chǎn)品,如薄板、中板、帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。
GH5188(GH188)材料牌號 GH5188(GH188)。
GH5188(GH188)相近牌號 Haynes Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美國),KCN22W(法國)。
GH5188(GH188)材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板材規(guī)范》
Z9 0103-1990 《GH188合金板材技術(shù)條件》
Z9 132-1999 《焊接用GH188合金冷拉絲材技術(shù)條件》
Q/5B 4002-1992 《GH188合金冷軋帶材》
Q/5B 4003-1992 《GH188合金冷軋板材》
Q/5B 4014-1992 《GH188合金鍛件技術(shù)條件》
Q/5B 4020-1992 《K188合金熔模精密鑄件》
Q/5B 4022-1992 《GH188合金棒材》
Q/5B 4057-1992 《GH188高溫合金冷拉焊絲》
GH5188(GH188)化學(xué)成分
C | Cr | Ni | Co | W | Fe | B | La |
0.05~0.15 | 20.0~24.0 | 20.0~24.0 | 余 | 13.0~16.0 | ≤3.0 | ≤0.015 | 0.03~0.12 |
Mn | Si | P | S | Ag | Bi | Pb | Cu |
不大于 | |||||||
≤1.25 | 0.20~0.50 | 0.020 | 0.015 | 0.0010 | 0.0001 | 0.0010 | 0.07 |
GH5188(GH188)熱處理制度 熱軋板材1170~1190℃,空冷;冷軋帶材和板材1165~1230℃,快速空冷;棒材和鍛件1180℃±10℃,快速空冷。
GH5188(GH188)品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 供應(yīng)δ0.5~4mm的冷軋薄板、δ4~14mm的熱軋中板、δ0.05~0.8mm的冷軋帶材,及各種尺寸的棒材、鍛件、焊絲及精密鑄件。板材經(jīng)固溶處理、酸洗、矯直和切邊后供應(yīng);帶材經(jīng)固溶處理、酸洗、切邊后成卷供應(yīng);板材經(jīng)固溶處理后磨光或車光交貨;鍛件于固溶狀態(tài)供應(yīng);精鑄件于鑄態(tài)交貨。
GH5188(GH188)熔煉與鑄造工藝 合金采用真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝生產(chǎn)。精密鑄件采用真空感應(yīng)熔煉后由母合金錠真空重熔澆鑄而成。
GH5188(GH188)應(yīng)用概況與特殊要求 該合金在國外廣泛應(yīng)用于制造燃?xì)鉁u輪及導(dǎo)彈的高溫部件,如燃燒室、尾噴管及核能工業(yè)中的熱交換器等零部件。在國內(nèi)用該合金制成的航空發(fā)動機(jī)燃燒室火焰筒和導(dǎo)向葉片等高溫部件已通過長期試車考驗(yàn),并投入生產(chǎn)應(yīng)用。用該合金板材加工成零件的制造工藝中,任何工序(如熱處理、焊接等)均應(yīng)防止?jié)B碳及銅污染,以免損害合金的力學(xué)性能和耐蝕性能。
GH5188(GH188)物理及化學(xué)性能
GH5188(GH188)熱性能
GH5188(GH188)熔化溫度范圍 1300~1360℃。
GH5188(GH188)熱導(dǎo)率
θ/℃ | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
λ/(W/(m·℃)) | 12.23 | 15.32 | 18.30 | 20.81 | 22.90 | 25.04 | 26.50 | 27.88 | 29.06 |
GH5188(GH188)比熱容
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
c/(J/(kg·℃)) | 208 | 425 | 454 | 484 | 513 | 534 | 554 | 571 | 588 | 600 |
GH5188(GH188)線膨脹系數(shù)
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 | 20~1000 |
α/10-6℃-1 | 11.8 | 12.4 | 12.9 | 13.4 | 13.7 | 14.4 | 14.8 | 15.2 | 15.7 | 16.2 |
GH5188(GH188)熱擴(kuò)散率
θ/℃ | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
Q/(10-6m2/s) | 3.15 | 3.70 | 4.15 | 4.45 | 4.70 | 4.95 | 5.10 | 5.20 | 5.30 |
GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3
GH5188(GH188)電性能 合金電阻率
θ/℃ | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
ρ/(10-6Ω·m) | 1.051 | 1.056 | 1.100 | 1.133 | 1.143 | 1.171 | 1.192 | 1.199 | 1.204 | 1.213 | 1.226 |
GH5188(GH188)磁性能 合金無磁性。
GH5188(GH188)化學(xué)性能
GH5188(GH188)抗氧化性能
GH5188(GH188)在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率
θ/℃ | 900 | 1000 | 1100 |
氧化速率/(g/m2·h) | 0.021~0.034 | 0.081~0.098 | 0.125~0.128 |
GH5188(GH188)GH5188、GH3536和GH605三種合金刀餓楔形樣式,在爐中的高溫靜止空氣中在指定溫度下試驗(yàn)1h后,在空氣中冷卻不少于40min,總的循環(huán)次數(shù)為100周;另一組試樣在轉(zhuǎn)速為1000r/min的旋轉(zhuǎn)式燃燒裝置中作循環(huán)氧化試驗(yàn),在指定溫度下于0.3馬赫的燃燒產(chǎn)物中保持1h,然后以0.7馬赫的冷空氣吹3min,交替試驗(yàn)100周后試樣的重量損失。
GH5188(GH188)耐腐蝕性能 在含有硫酸鈉和氯化鈉等污染物的環(huán)境中,該合金的耐腐蝕能力優(yōu)于鎳基合金GH3536。GH5188等5種合金板材,在燃?xì)馑俣葹?m/s,燃燒空氣中含5×10-6和5×10-5海鹽,№.2號燃油中含0.3%~0.45%硫,空氣-油的比例為30:1,試驗(yàn)時試樣旋轉(zhuǎn),并每隔1h試樣從900℃用冷空氣吹冷至260℃以下,如此在燃燒裝置上循環(huán)試驗(yàn)200h后的動態(tài)熱腐蝕試驗(yàn)結(jié)果。GH5188(GH188)力學(xué)性能
品種 | 拉伸性能 | 持久性能 | 硬度HV | 其他性能 | ||||||
θ/℃ | σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ5/% | |||
不小于 | 不小于 | |||||||||
中板 | 20 | 380 | 860 | 45 | 815① 927① | 165 76 | 23 23 | 10 15 | 282 | 晶粒度≥4級 |
薄板 | 20 650 | 380 250 | 860 620 | 45 50 | 927 | 76 | 23 | 15 | - | 彎曲、抗氧化、晶粒度 |
帶材 δ≤0.51mm | 20 650 | 380 250 | 860 620 | 40 40 | 927 | 62 | 23 | 8 | - | 彎曲180°、抗氧化、晶粒度≥4級 |
帶材 δ>0.51mm | 20 650 | 380 250 | 860 620 | 45 50 | 927 | 76 | 23 | 15 | - | |
棒材 | 20 | 380 | 860 | 45 | 927 | 90 | 23 | 15 | HBS≤302 | 抗氧化 |
鍛件 | 20 | 380 | 860 | 45 | 927 | 83 | 23 | 15 | HBS≤293 | 抗氧化 |
精鑄件 | 20② | 300 | 600 | 10 | 815 | 165 | 15 | - | - | - |
① 持久試驗(yàn)任選一個溫度進(jìn)行。
② 試制時拉伸試驗(yàn)結(jié)果供參考。
GH5188(GH188)組織結(jié)構(gòu)
GH5188(GH188)相變溫度
GH5188(GH188)時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
GH5188(GH188)合金組織結(jié)構(gòu)
GH5188(GH188)固溶狀態(tài)除奧氏體基體外,有M6C一次碳化物,少量的M6C與富鑭化合物結(jié)合在一起的LaxMy相,還有極少量的M3B2和TiC相。在高溫長期暴露后,M6C會分解析出M23C6,某些爐號可能析出L相,該相在1180℃固溶或在870~980℃長期暴露后重熔于基體。
GH5188(GH188)中板、薄板和帶材技
術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,供應(yīng)狀態(tài)的晶粒度應(yīng)不粗于4級。
固溶溫度(保溫時間10min)對板材晶粒度級別的
影響
固溶溫度/℃ | 1100 | 1120 | 1140 | 1150 | 1160 |
晶粒度/級 | 8~7(9) | 8~7 | 7~8 | 6~8 | 6~8(5) |
固溶溫度/℃ | 1170 | 1180 | 1190 | 1200 | 1220 |
晶粒度/級 | 5~7 | 5~7(4) | 5~6(4) | 4~6(3) | 3~5(2) |
GH5188(GH188)工藝性能與要求
GH5188(GH188)成形性能
GH5188(GH188)鍛造加熱溫度1180℃,終鍛溫度不低于980℃。鑄造組織破碎后們可以采用大變形量,以減少再加熱次數(shù)和細(xì)化晶粒。
GH5188(GH188)板材再固溶處理后塑性良好,可以采用任何冷成形工藝成形,但其最小變形量應(yīng)大于12%,以避免退火后產(chǎn)生粗大晶粒(臨界變形組織)。
GH5188(GH188)工藝塑性
GH5188(GH188)δ1.2mm板材供應(yīng)狀態(tài)的杯突試驗(yàn)擠壓深度為10.6~12.0mm
GH5188(GH188)焊接性能 合金焊接性能良好,可用各種形式焊接工藝連接,以氬弧焊連接效果最好,接頭強(qiáng)度和塑性下降較少。氬弧焊接頭與基體材料的持久性能對比
材料 | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ/% | 材料 | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ/% |
氬弧焊接頭基體材料 | 815 | 165 | 94 61 | 28 36 | 氬弧焊接頭基體材料 | 1090 | 22 | 29 21 | 7 21 |
GH5188(GH188)零件熱處理工藝 該合金在加熱后形成的表面氧化膜與基體結(jié)合較牢,采用清洗不銹鋼氧化皮的方法不易洗掉,而應(yīng)采用復(fù)合堿酸洗工藝清除氧化皮。
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