鎳基高溫合金
GH3230高溫合金
1合金介紹（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服021-67898722）1.1概述
GH3230是Ni-Cr基固溶強(qiáng)化型變形高溫合金，使用溫度范圍700°C?1050°C。合金具有較高的強(qiáng)度和抗冷熱疲勞性能，組織穩(wěn)定。合金具有優(yōu)異的耐熱腐蝕和抗氧化能力，適于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒等零 件，主要產(chǎn)品有冷軋板和帶材。
1. 2 應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室部件，使用狀況良好。
合金經(jīng)800°C*1000h長期時(shí)效后，沒有TCP有害相析出。
1.3材料牌號
GH3230(GH230)。
1.4相近牌號
無。
1.5材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
QJ/DT 0160044航空發(fā)動(dòng)機(jī)用GH230板材、帶材技術(shù)條件
Q/GYB 05062 GH3230合金冷軋薄板和帶材
1. 6 熔煉工藝
采用真空感應(yīng)爐+電渣重熔熔煉工藝。
1.7 化學(xué)成分
摘自 QJ/DT 0160044 和 Q/GYB 05062,見表 1-1。
表1-1
| 元素 | C | Cr | Ni | Co | W | Mo | Al | Ti |
| 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 0. 05-0. 15 | 20.00?24.00 | 余 | ≤5. 00 | 13. 00?15. 00 | 1.00?3. 00 | 0. 20—0. 50 | ≤0. 10 |
| 元素 | Fe | La | B | Si | Mn | S | P | Cu |
| 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | ≤3.00 | 0.005 ?0.05 | ≤0. 015 | 0.25 ?0.75 | 0. 30 — 1.00 | ≤0.015 | ≤0. 03 | ≤0. 50 |
1.8熱處理制度（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服021-67898722）
品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
摘自 QJ/DT 0160044 和 Q/GYB 05062。
1.9. 1主要規(guī)格
S0. 8mm?3mm 板材。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
板材以冷軋態(tài)、或經(jīng)固溶處理后供應(yīng)。
2物理、彈性和化學(xué)性能
2. 1 熔化溫度范圍
2.2相變點(diǎn)
2.3熱導(dǎo)率（表2-1）
2.4電阻率
2.5熱擴(kuò)散率（表2-2）
2. 6 比熱容（表2-3）
2.7線膨脹系數(shù)（表2-4）
2.8密度
p=8. 934 g/cm3tlJ。
2.9磁性能
合金無磁性。
2. 10 彈性性能（表2-5）
表 2-5
2. 11 化學(xué)性能
2.11.1抗氧化性能
合金在空氣介質(zhì)中，900°C、1000°C和1100°C不 同試驗(yàn)時(shí)間的氧化增重值見表2-6。
2. 11.2 耐腐蝕性能
合金經(jīng)涂鹽熱腐蝕，900°C、100h的腐蝕增重值 及與GH3536合金比較見表2-7。
3力學(xué)性能（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服021-67898722）
2. 1 熔化溫度范圍
2.2相變點(diǎn)
2.3熱導(dǎo)率（表2-1）
| θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| λ/[W/(m • K)J | 12. 3 | 16. 0 | 19. 2 | 23. 1 | 22. 3 | 25.4 |
2.5熱擴(kuò)散率（表2-2）
| θ/°C | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1100 |
| Q/(10-6 m2/s) | 2. 95 | 3. 57 | 4. 06 | 4.71 | 4. 67 | 4. 78 |
| θ/°C | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1100 |
| 469 | 503 | 530 | 550 | 534 | 594 |
| θ/°C | 20 ?100 | 20 ?200 | 20 ?300 | 20 ?400 |
| 12. 6 | 13. 5 | 14. 1 | 14. 4 | |
| θ/°C | 20 ?500 | 20 ?600 | 20 ?700 | 20 ?800 |
| 14.4 | 14. 7 | 15.3 | 15. 7 | |
| θ/°C | 20 ?900 | 20?1000 | 20?1100 | — |
| 16.0 | 16. 3 | 16. 6 | — |
p=8. 934 g/cm3tlJ。
2.9磁性能
合金無磁性。
2. 10 彈性性能（表2-5）
表 2-5
| θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 |
| E/GPa | 215 | 210 | 204 | 199 | 194 | 188 | 182 | 176 | 168 | 160 | 150 | 139 |
| G/GPa | 82. 2 | 80. 1 | 77. 9 | 75. 7 | 73. 5 | 71. 2 | 68. 8 | 66. 1 | 63. 1 | 59. 7 | 55. 9 | 51. 6 |
| 0. 31 | 0. 31 | 0. 31 | 0. 31 | 0. 32 | 0. 32 | 0. 32 | 0. 33 | 0. 33 | 0. 34 | 0. 35 | 0. 35 |
2.11.1抗氧化性能
合金在空氣介質(zhì)中，900°C、1000°C和1100°C不 同試驗(yàn)時(shí)間的氧化增重值見表2-6。
| t/h | 經(jīng)以下溫度.氧化增重值/（g/m2） | ||
| 900°C | 1000°C | 1100°C | |
| 25 | 2.20098 | 3.99780 | 10.54903 |
| 50 | 2.86605 | 5.26604 | 11.59449 |
| 75 | 一 | 5.24895 | 14.12783 |
| 100 | 3.37358 | 6.10010 | 16.20688 |
| 200 | 4.21545 | 8.23936 | 16.86038 |
| 300 | 4.75260 | — | 22. 56793 |
| 400 | 5. 11750 | 一 | — |
| 500 | 5.332225 | 10.96463 | 23.85217 |
| 注：表中數(shù)據(jù)為4個(gè)試樣的平均值。 | |||
合金經(jīng)涂鹽熱腐蝕，900°C、100h的腐蝕增重值 及與GH3536合金比較見表2-7。
| 涂鹽成分 | 合金 | θ/°C | 100h的腐蝕增重值/ （g/m2） |
| 90%Na2S()t + 10%NaCl 涂鹽量：2mg/cm2 | GH3230 | 900 | 8. 656 |
| GH3536 | 14.775 |
3. 1 供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
3. 1. 1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
3. 1. 1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
表3-1
3.2 短時(shí)力學(xué)性能
3.2. 1硬度
3.2.2沖擊性能
3. 2.3壓縮性能
3.2.4扭轉(zhuǎn)性能
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6. 1冷軋板不同溫度的拉伸性能見表3-2。
表 3-2（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服021-67898711)
3.3.1持久性能
3.3. 1.1冷軋板不同溫度的持久壽命見表3-3。
表 3-3
| 標(biāo)準(zhǔn)號 | 品種 | 熱處理 | θ/°C | 拉伸性能 | HBW | 持久性能 | ||||
| σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | |||||
| QJ/DT 0160044 Q/GYB 05062 | 板材① 帶材 | 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 | 20 | ≥793 | ≥345 | ≥40 | 實(shí)測 | — | — | 一 |
| 927 | 一 | — | — | 一 | 62 | ≥36 | ≥10 | |||
| ①板材在室溫進(jìn)行彎曲實(shí)驗(yàn)，彎曲系數(shù)為1.5,在彎曲180°以后，不得有裂紋存在。 | ||||||||||
3.1.2生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計(jì)許用值
3.2. 1硬度
3.2.2沖擊性能
3. 2.3壓縮性能
3.2.4扭轉(zhuǎn)性能
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6. 1冷軋板不同溫度的拉伸性能見表3-2。
表 3-2（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服021-67898711)
| 取樣/ mm | θ/°C | σb/MPa | δ5/% | 取樣/mm | θ/°C | σb/MPa | δ5/% | 取樣/ mm | θ/°C | σb/MPa | δ5/% |
| S1.5 冷軋板 1230°C * lOminAC | 20 | 905 | 51 | s1.5 冷軋板 1230°C *10minAC | 700 | 635 | 41 | SI. 5 冷軋板 1230°C *10minAC | 900 | 250 | 87 |
| 20 | 910 | 49. 5 | 700 | 620 | 39 | 950 | 200 | 70 | |||
| 50() | 760 | 47 | |||||||||
| 800 | 410 | 94 | 950 | 205 | 89 | ||||||
| 500 | 745 | 47 | |||||||||
| 800 | 405 | 86 | 1000 | 151 | 78 | ||||||
| 600 | 735 | 48 | |||||||||
| 600 | 740 | 47 | 900 | 285 | 71 | 1000 | 157 | 75 |
3. 3 持久和蠕變性能
3.3. 1.1冷軋板不同溫度的持久壽命見表3-3。
表 3-3
| 取樣/mm | θ/°C | σ/MPa | t/h | 取樣/mm | θ/°C |
| S1.5 冷軋板 1230°C *10minAC | 700 | 260 | 125. 2 | S1.5 冷軋板 1230°C *10minAC | 800 |
| 260 | 106. 3 | ||||
| 310 | 78. 5 | ||||
| 310 | 38. 2 | ||||
| 220 | 288.3 | ||||
| 180 | 1304.2 | 870 | |||
| 750 | 200 | 91. 8 | |||
| 200 | 74. 8 | ||||
| 170 | 270 | ||||
| 150 | 689 | ||||
| 130 | 2 104. 8 | ||||
| 800 | 160 | 49. 2 | |||
| 160 | 52 |
| σ/MPa | t/h | 取樣/mm | θ/°C | σ/MPa | t/h |
| 153 | 44. 5 | 870 | 72 | 285.3 | |
| 153 | 49. 5 | 75 | 17. 6 | ||
| 133 | 142. 6 | 75 | 18 | ||
| 120 | 309 | 62 | 51. 3 | ||
| 100 | 693 | 900 | 62 | 50. 6 | |
| 114 | 23. 8 | S1.5 冷軋板 1230°C | 55 | 88 | |
| 114 | 18 | 55 | 102. 8 | ||
| 60 | 832. 5 | *10minAC | 45 | 443. 9 | |
| 90 | 45. 3 | 40 | 747. 6 | ||
| 90 | 37. 5 | 16 | 1583.9 | ||
| 83 | 106. 5 | 1000 | 23 | 220.4 | |
| 83 | 103 | 33 | 66. 6 | ||
| 72 | 228. 2 | 42 | 26. 2 |
3.3. 1.2冷軋板不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線見圖3-1,持久熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線見圖3-2。
相關(guān)系數(shù)：0. 995；標(biāo)準(zhǔn)差：0.0014
3.力學(xué)性能
3. 1冷軋板不同循環(huán)溫度的冷熱疲勞性能見表3-4。
3.2冷軋板經(jīng)不同固溶處理，900°C。20°C的冷熱疲勞性能見表3-5 o
表3-4（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服13472787990)
3.5 裂紋擴(kuò)展速率
3. 6 斷裂韌度
3.7 松弛性能
3.力學(xué)性能
3. 1冷軋板不同循環(huán)溫度的冷熱疲勞性能見表3-4。
3.2冷軋板經(jīng)不同固溶處理，900°C。20°C的冷熱疲勞性能見表3-5 o
表3-4（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服13472787990)
| 取樣/mm | θ/°C | 在以下循環(huán)N/周，裂紋長度/mm | |||||||||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 | 150 | 200 | 300 | 350 | 400 | 500 | ||
| S1.5 冷軋板 1230°C *10minAC | 700020 | — | — | — | — | — | 0.09 | — | 0. 24 | 0. 33 | — | — | 0. 56 |
| 800U20 | — | — | — | — | 0. 05 | 0. 14 | — | 0. 44 | 0. 59 | 1.06 | — | — | |
| 900120 | — | 0. 10 | — | 0. 24 | — | 0. 37 | — | 1.07 | 1. 90 | — | 2.64 | — | |
| 1000^20 | 0. 31 | — | 0. 56 | — | 0. 67 | 1.41 | 2. 13 | 2. 83 | — | — | — | — | |
表 3-5
| 取樣/mm | 固溶溫度/°C | 900°C?20°C、在以下循環(huán)N/周，裂紋長度/mm | ||||||
| 20 | 40 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | ||
| S1.5 | 1180 | 0. 10 | 0. 24 | 0. 37 | 1. 07 | 1. 90 | 2. 64 | 3. 76 |
| 冷軋板 | 1230 | 0. 16 | 0. 29 | 0. 56 | 1. 70 | 2. 58 | 3. 26 | 3. 58 |
3.3.2蠕變性能
3.4疲勞性能
3.4.1高周疲勞
3.4.2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
3.4.3. 1冷軋板不同循環(huán)溫度的冷熱疲勞性能見表3-4。
3.4.3. 2冷軋板經(jīng)不同固溶處理，900°C。20°C的冷熱疲勞性能見表3-5。
3.4.1高周疲勞
3.4.2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
3.4.3. 1冷軋板不同循環(huán)溫度的冷熱疲勞性能見表3-4。
3.4.3. 2冷軋板經(jīng)不同固溶處理，900°C。20°C的冷熱疲勞性能見表3-5。
3. 6 斷裂韌度
3.7 松弛性能
4工藝性能與要求
4. 1 成形工藝與性能（表4-1）
表4-1（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服021-67898722）
表 4-2
5組織結(jié)構(gòu)
5. 1 相變溫度
5. 2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
5.3 典型組織
合金經(jīng)熱處理后的組織主要由y基體、m.c型碳化物和微量m23c6型碳化物組成。其中m6c為一 次碳化物，呈粒狀分布；M23C6在晶界析岀，呈顆粒狀。合金經(jīng)1230°C *10min AC處理后的顯微組織見 圖5-1,晶粒尺寸均勻約5級，晶界平直。碳化物M&C發(fā)生了明顯回溶。合金經(jīng)800°C*1000h長期時(shí)效后,M.C發(fā)生了明顯分解，同時(shí)在晶界和一次M,C碳化物周圍有大量 的二次碳化物析出，沒有觀察到TCP有害相析出（圖5-2）。
4. 1 成形工藝與性能（表4-1）
表4-1（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服021-67898722）
| 加工類型 | 加熱溫度 | 開鍛（軋）/終鍛（軋）溫度 |
| 鋼錠開坯 | ≤700°C 裝爐,1160°C ?1180°C | 開鍛>1050°C ；終鍛>980°C |
| 板坯軋制 | (1160?1200)°C ± 1O°C | 開軋≥1100°C ；停軋≥980°C |
| 熱軋薄板 | 1160°C±10°C | 荒軋：開軋1150°C?1160°C；停軋2950°C； 精軋：開軋1140°C?1150°C；停軋2900°C |
| 冷軋薄板 | 冷軋變形量控制在30%?40% | |
| 板厚/mm | 彎曲系數(shù) | 彎曲角度/（°） |
| ≤1. 27 | 1. 5 | 180 |
| 1. 27 — 4. 76 | 2. 0 | 180 |
5. 1 相變溫度
5. 2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
5.3 典型組織
合金經(jīng)熱處理后的組織主要由y基體、m.c型碳化物和微量m23c6型碳化物組成。其中m6c為一 次碳化物，呈粒狀分布；M23C6在晶界析岀，呈顆粒狀。合金經(jīng)1230°C *10min AC處理后的顯微組織見 圖5-1,晶粒尺寸均勻約5級，晶界平直。碳化物M&C發(fā)生了明顯回溶。合金經(jīng)800°C*1000h長期時(shí)效后,M.C發(fā)生了明顯分解，同時(shí)在晶界和一次M,C碳化物周圍有大量 的二次碳化物析出，沒有觀察到TCP有害相析出（圖5-2）。
圖5-2板材經(jīng)800°C * loooh處理后的組織和析出相形貌。（有圖表需要的可以聯(lián)系上海墨鉅客服13472787990)
參考文獻(xiàn)
[1]鋼鐵研究總院，撫順特殊鋼股份公司.GH3230合金技術(shù)報(bào)告.2011
