GH1015,GH15固溶强化型铁基合金 高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性,且高温合金的合金化程度较高,又被称为“超合金”,是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分,高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃,对于在更高温度下使用的耐热部件,则采用镍基和难熔金属为基的合金。 镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位,它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机 热端部件。若以150MPA-100H持久强度为标准,而目前镍合金所能承受的 温度〉1100℃,而镍合金约为950℃,铁基的合金〈850℃,即镍基合金相应地高出150℃至250℃左右。所以人们称镍合金为发动机的心脏。目前,在先进的发动机上,镍合金已占总重量的一半,不仅涡轮叶片及燃烧室,而且涡轮盘甚至后几级压气机叶片也开始使用镍合金。与铁合金相比,镍合金的优点是:工作温度较高,组织稳定、有害相少及抗氧化搞腐蚀能力大。与钴合金相比,镍合金能在较高温度与应力下工作,尤其是在动叶片场合。 镍合金具有上述优点与其本身的某些卓越性能有关。镍为面心立方体,组织  稳定,从室温到高温不发生同素异型转变;这对选作基体材料十分重要。众所周知,奥氏体组织比铁素体组织具有一系列的优点。 镍具有高的化学稳定性,在500度以下几乎不发生氧化,学温下也不受温气、水及某些盐类水溶液的作用。镍在硫酸及盐酸中溶解很慢,而在硝酸中溶解很快。 镍具有很大的合金能力,甚至添加十余种合金元素也不出现有害相,这就为改善镍的各种性能提供潜在的可能性。 纯镍的力学性能虽不强,但塑性却极好,尤其是低温下塑性变化不大。 高温合金的特性和应用 类别 牌 号 主要特性 应用举例 1. 固 溶 强 化 型 铁 基 合 金 GHl015 这类合金含铬、镍量相对较高,含弥散强化相形成元素(V、Al、Ti)量相对较少。它的热处理主要形式为“固溶处理”,通过固溶处理可达到强化的目的。在零件需要多次冷压加工时,为消除加工硬化、恢复塑性,也要进行固溶处理。零件焊接后通常进行退火处理以消除内应力。由于铬、镍含量较高,故这类合金抗氧化温度较高,一般可达900%以上;但因含弥散强化相形成元素较少,合金中化合物数量较少,故室温强度、高温强度都较低。这类合金固溶处理后的组织为奥氏体,故塑性好,可以冷压成形;由于含碳量少,故焊接性亦好这类合金主要用来制作形状复杂、冷压成型、受力不大,但要求抗氧化能力较高的高温零件,其中 典型的零件是涡轮发动机的燃烧室 900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 GHl016 700~900%的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 GHl035 750~800℃的涡轮发动机的燃烧室和加力燃烧室 GHl040 800℃以下的燃烧室、加力燃烧室和700~C以下的涡轮盘、轴及叶片材料 GH1131 900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件 GH1140 800~900℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 2. 时 效 硬 化 型 铁 基 △ 口 金 GH2018 这类合金铬、镍含量相对较低,故抗氧化的温度仅约800%,但是含弥散强化相形成元素(v、Al、Ti)量相对较高,在固溶体基体上可形成化合物强化相,所以常用热处理形式为固溶处理+时效。通过固溶处理,可以使合金固溶强化;通过时效处理,可以使合金析出细小强化相[VC、Ni3Al、Ni3Ti,Ni3(Al•Ti)],从而提高室温和高温强度。固溶并时效处理后的组织为奥氏体+弥散化合物。例如GH2132的化合物量为2.5%、GH2135的化合物量为14%这类合金通常应用于高温下受力的零件,如涡轮盘、螺栓和工作温度不高的转子叶片等 800℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件 GH2036 GH2038 650℃以下的涡轮盘、环形件和紧固件 700℃以下的涡轮盘、轴和叶片 GH2130 800℃以下的增压涡轮和燃气涡轮叶片材料 GH2132 650~700℃的涡轮盘、环形件、冲压焊接件和紧固零件材料 GH2135 700~750℃的涡轮盘、工作叶片和其他高温部件 GH2136 650~700℃的涡轮盘材料 GH2302 800~850℃的燃气涡轮叶片和 700℃~750℃的燃气轮机叶片等材料 3. 固 溶 强 化 型 镍 基 金 GH3030 特性、用途和相应的固溶强化型铁基合金、时效硬化型铁基合金基本相同。不同之处在于基体的差别。铁基高温合金的基体金属是铁(含铁量约50%左右),含铬量约10%。23%、含镍量约7%一40%;而镍基高温合金的基体金属是镍,镍含量大于50% 由于镍含量的提高,故镍基高温合金比铁基高温合金的热强性高, 工作温度已达到1050℃左右;但其可切削加工性亦随之变差。同时由于它们都含有大量的镍,不符合我国资源情况,应逐步采用铁基高温合金来代替 800℃以下涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件,可用GHll40代 GH3039 800~850℃的火焰筒及加力燃烧室等零件 GH3044 850~900℃的航空发动机的燃烧室及加力燃烧室等零件 GH3128 800~950℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 4. 时 效 硬 化 型 镍 基 合 金 GH4033 700℃以下的涡轮叶片和750℃以 下的涡轮盘等材料 GH4037 800~850℃的涡轮叶片材料 GH4043 800~850℃的排气门座后卡圈零件和燃气涡轮叶片 GH4049 900℃以下的燃气涡轮工作叶片及其他受力较大的高温部件 GH4133 700~750℃的涡轮盘或叶片 GH4169 350~750℃的抗氧化热强材料