GH2150高温合金

GH2150是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,使用温度在750℃以下。合金加入铬、钨和钼元素进行固溶强化,加入钛、铝和铌元素形成时效强化相,加入微量硼、

虽然哈氏合金的价格通常会让很多用户望而却步，但它有着其他材料所无法比拟的综合耐腐蚀性能，在一些情况下，不锈钢无法胜任，而哈氏合金制造的设备在使用十年之后腐蚀不到1mm。因此，哈氏合金在工业中得到越来越广泛的应用

锆和铈元素净化并强化晶界。合金在强度高、塑性好、膨胀系数低,长期使用组织稳定;合金的热加工塑性好,并具有满意的焊接、冷成形和切削加工性能。适用于制作在700℃以下工作的喷气发动机板材焊接承力结构件,以及在600℃以下长期工作的燃气轮机转子和压气机叶片。主要产品有热轧中厚板、冷轧薄板、棒材、焊丝、环形件和锻件。GH2150高温合金已用于制作航空发动燃烧室外套、安装边等高温部件,批产和使用情况良好。相近合金在国外用于喷气发动机燃烧室外套和在600℃以下使用的涡轮叶片等零疗件,并经过长期使用考验GH2150高温合金在超过800℃使用时,析出μ相及γ相聚集长大,会导致合金的力学性能下降。

GH2150高温合金化学成

化学成分(%)

合金

C

Cr

Ni

W

Mo

Al

Ti

Fe

B

GH2150

≤0.08

14-16

45-50

2.5-3.5

4.5-6.0

0.8-1.3

1.8-2.4

余量

≤0.010

Ce

Si

Mn

P

S

Nb

Zr

Cu

≤0.020

≤0.40

0.40

0.015

0.015

0.9-1.4

≤0.05

0.07

冶虎热处理制度

热轧棒材、锻制棒材、锻件:固溶1040℃-1060℃保温1小时,水冷,时效处理750℃保温16-24小时,空冷。密度:8.26

GH2150合金是一种沉淀强化的柏林基高温合金，其强化相为。它具有良好的综合性能，可在750巴下长期使用。主要用于制造航空发动机中的高压压气机叶片。为了保证材料壳体具有均匀的结构和良好的综合性能，本文对小尺寸棒材的热塑性进行了研究。

检测方法采用24mm棒材，冶炼工艺为“爱气感应熔炼+真空自耗”。棒的化学成分如表1所示。

热模拟试验在Gleeble-1500试验机上进行。变形程度分别为1000、1030、1050、1080、1100和1130吨，最大变形率分别为5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%和70%。测定了不同变形温度和变形量对合金变形抗力的影响，测试了1040 cx2h/空冷和1080t x22h/空冷处理后材料的显微组织和力学性能。

热模拟试验在1000-1130范围内，经过5% -70%的压缩变形后，试样表面光滑无裂纹，表明该合金具有良好的塑性。图1显示了样品中心的动态再结晶。在同一变形温度下，随着变形量的增加，合金的动态再结晶比例增大。在相同变形量下，变形温度越高，合金的动态再结晶比例越高，晶粒组织趋于长大。在100 ~ 1100没有变形5%时，没有动态再结晶。当ii3or变形量为5%时，再结晶度约为10%。Loaor变形10%，开始动态再结晶。当变形量为60%时，再结晶度达到90%。1050T变形40% -70%，动态再结合产品比例达到90%以上；当温度为1080道次，变形道次达到40%时，合金的再结晶度达到95%。当变形量在1100吨时超过50%和在1130冲程时超过40%时，合金将完全再结晶。可以看出，在1050 ~ 1130规格范围内的变形量超过40%，从而可以获得均匀细化的晶粒组织。图2显示了热模拟样品在1040x2h固溶处理后的晶粒结构。图3示出了热模拟样品在1080×2h固溶处理后的晶粒结构。表2显示了在1040××2h和1080×2h固溶处理后样品的粒度分级结果。

GH150合金主要是以γ"[Ni3(Al、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍基高温合金，在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800℃以下具有较高的强度，540℃以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的成形性能和焊接性能。

GH150该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。还可用于制造气轮机涡轮叶片等零件。可供应的品种有板材、带材、棒材、锻件、环形件、丝材和管材。

GH150工艺性能与要求：1、合金的锻造温度在1220～950℃之间均易成形。该合金在剧烈成形工序后就进行固溶处理。2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。3、合金具有较好的焊接性能，可进行各种焊接。焊接后进行时效处理可获得近似热处理状态的强度。4、零件热处理就在无硫的中性或还原性气氛中进行，以免发生硫化。

GH150应用领域：工业和航空汽轮机（燃烧室、整流器、结构盖）。工业炉部件、支撑辊、栅板、丝带和辐射管。石油化学炉中的螺旋管。高温气体冷却核反应堆。

为了区别不同的高温合金，我们可以通过以下方式进行分类：

基体元素——成型方式——使用特性

铁基GH150——变形高温合金——高强度/屈服GH150合金

镍基GH150——铸造高温合金——抗松弛/热腐蚀GH150合金

钴基GH150——粉末高温合金——低膨胀GH150合金

GH150在隔膜法制碱过程中，存在着含NaOH的苛性应力腐蚀断裂问题。通常NaOH浓度为15%～50%,NaCl浓度为2.5%～15%,温度为85~140℃,在140℃,45%NaOH+5%NaCl中,Fe-Cr-Ni合金中的镍、铬配比适当才能防止应力腐蚀产生。对于含30%~50%Ni的Fe-Ni基合金而言,在镍含量处于下限时,不产生应力腐蚀的临界铬含量在22%左右,随镍含量的提高,临界铬含量下降。

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