GH3128 鎳基變形高溫合金
中國牌號：GH3128/GH128
一、GH3128 概述
GH3128是以鎢、鉬固溶強化并用硼、鈰、鋯強化晶界的鎳基合金，具有高的塑性，較高的持久蠕變強度以及良好的抗氧化性和沖壓、焊接等性能。其綜合性能優于GH3044和GH3536等同類鎳基固溶合金。適合于制造在950℃下長期工作的航空發動機的燃燒室火焰筒、加力燃燒室殼體、調節片及其他高溫零、部件，主要產品為冷軋薄板，也可供應熱軋板、棒材、鍛件、絲材和管材。
1.1 GH3128 材料牌號 GH3128(GH128，紅星11號)
1.2 GH3128 相近牌號
1.3 GH3128 材料的技術標準
1.4 GH3128 化學成分 見表1-1。
表1-1 %
|
C |
Cr |
Ni |
W |
Mo |
Al |
Ti |
Fe |
B |
Zr |
Ce |
Mn |
Si |
P |
S |
|
不大于 |
||||||||||||||
|
≤0.05 |
19.0～22.0 |
余量 |
7.5～9.0 |
7.5～9.0 |
0.40～0.80 |
0.4～0.80 |
0.2 |
0.005 |
0.06 |
0.05 |
0.50 |
0.80 |
0.013 |
0.013 |
注：B、Ce、Zr按計算量加入。
1.5 GH3128 熱處理制度 交貨狀態固溶溫度為1140～1180℃，空冷。高溫性能經1200℃補充固溶處理后進行檢驗。
1.6 GH3128 品種規格和供應狀態 供應的冷軋薄板δ0.8～4.0mm、熱軋板δ4～14mm、冷拉焊絲d0.3～10mm。冷軋板和熱軋板于固溶和酸洗后供應；焊絲于冷拉、半硬或固溶和酸洗狀態供應。
1.7 GH3128 熔煉和鑄造工藝 非真空或真空感應爐加電渣重熔。
1.8 GH3128 應用概況與特殊要求 合金適用于制造在950℃以下工作的航空發動機燃燒室和加力燃燒室零部件，使用效果良好。
二、GH3128 物理及化學性能
2.1 GH3128 熱性能
2.1.1 GH3128(GH128) 熔化溫度范圍 1340～1390℃[1]。
2.1.2 GH3128(GH128) 熱導率 見表2-1。
表2-1[2]
|
θ/℃ |
18～100 |
18～200 |
18～300 |
18～400 |
18～500 |
18～600 |
18～700 |
18～800 |
18～900 |
18～1000 |
|
α/10-6℃-1 |
11.25 |
11.86 |
12.68 |
12.80 |
13.37 |
13.68 |
14.46 |
15.19 |
15.66 |
16.29 |
2.1.3 GH3128 線膨脹系數 見表2-2。
2.1.4 GH3128 熱擴散率 見表2-3。
表2-2[2]
|
θ/℃ |
18～100 |
18～200 |
18～300 |
18～400 |
18～500 |
18～600 |
18～700 |
18～800 |
18～900 |
18～1000 |
|
α/10-6℃-1 |
11.25 |
11.86 |
12.68 |
12.80 |
13.37 |
13.68 |
14.46 |
15.19 |
15.66 |
16.29 |
2.2 GH3128密度 ρ=8.81g/cm3[2]。
2.3 GH3128電性能 電性阻率表2-4。
2.4 GH3128磁性能 合金無磁性[3]。
表2-3[2]
|
θ/℃ |
25 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
Q/（10-6m2/S）） |
2.30 |
2.49 |
2.78 |
3.08 |
3.39 |
3.69 |
3.88 |
4.16 |
3.92 |
4.16 |
表2-4[2]
|
θ/℃ |
17 |
850 |
900 |
950 |
1000 |
1050 |
1100 |
1150 |
|
p/（10-6Ω.M）） |
1.37 |
1.42 |
1.39 |
1.40 |
1.39 |
1.38 |
1.38 |
1.39 |
2.5 GH3128化學性能
2.5.1 GH3128抗氧化性能 合金在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表2-5。
表2-5[1]
|
θ/℃ |
900 |
1000 |
1100 |
|
氧化速率/（g/(m2·h）） |
0.055 |
0.236 |
0.269 |
2.5.2 耐腐蝕性能 海洋性燃氣腐蝕性能見表2-6。
表2-6[3]
|
試驗制度 |
試樣尺寸/mm |
失重/(mg/cm2) |
宏觀檢查 |
||||||||||
|
900℃，27h |
1.5×15×30 |
2.2 |
表面完好 |
||||||||||
|
注：試驗條件是空氣與燃料之比為39：1，鹽氛濃度為106×10-6，燃料為0號柴油。 |
試樣狀態 |
θ/℃ |
拉伸性能 |
持久性能 |
|||||||||
|
σb/MPa |
δ5/% |
σ/MPa |
δ/mm |
t/h |
δ5/% |
||||||||
|
不小于 |
|||||||||||||
|
熱軋板 |
交貨狀態 |
20 |
735 |
40 |
- |
- |
- |
- |
|||||
|
交貨狀態＋1200℃，空冷 |
950 |
175 |
40 |
- |
- |
- |
- |
||||||
|
冷軋薄板 |
交貨狀態 |
20 |
735 |
40 |
- |
- |
- |
- |
|||||
|
交貨狀態＋1200℃，空冷 |
950 |
175 |
40 |
規范Ⅰ 54 |
>1.2 ≤1.2 |
≥23 ≥20 |
實測 實測 |
||||||
|
規范Ⅱ 39 |
≥1.5 <1.5～1.0 ≤1.0 |
≥100 ≥80 ≥70 |
實測 實測 實測 |
||||||||||
注：持久性能的初次檢驗按規范Ⅰ進行。按規范Ⅰ進行檢驗不合格時，允許按規范Ⅱ重新檢驗。
四、GH3128(GH128) 組織結構
4.1 GH3128相變溫度
4.2 GH3128時間-溫度-組織轉變曲線 μ相的析出曲線見圖4-1。
4.3 GH3128合金組織結構 合金在固溶狀態為單相奧氏體組織，含有少量細小均勻分布的TiN和M6C。在長期時效過程中析出M6C、μ、αw和M23C6相。μ相的析出溫度范圍是700～1050℃，最大析出量為3.49%。M23C6相在700～800℃時效后析出，析出量僅為0.14%。aw相是在900℃長期時效后發現的，200h達到析出高峰，其量為0.86%。斷續延長時效時間，板出量下降。時效時間對析出量的影響見圖4-2。
