- 產(chǎn)品名稱：GH2132
- 所屬分類：高溫合金系列
- 在線預(yù)訂
- 詳細介紹
一、GH2132 概述
GH2132是Fe-25Ni-15Cr基高溫合金，加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強化。在650℃以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度，并且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。適合制造在650℃以下長期工作的航空發(fā)動機高溫承力部件，如渦輪盤、壓力機盤、轉(zhuǎn)子葉片和緊固件等。該合金可以生產(chǎn)各種形狀的變形產(chǎn)品，如盤件、鍛件、板、棒、絲和環(huán)形件等。
優(yōu)質(zhì)GH2132合金，是在GH2132合金基礎(chǔ)上發(fā)展而來，只要是提高合金純潔度，限制氣體含量，控制低熔點元素含量，并調(diào)整熱處理制度，從而使合金的熱強性和長期使用性能提高。
1.1 GH2132 材料牌號 GH2132(GH132)
1.2 GH2132 相近牌號 A286,UNSS66286(美國),ZbNCT25(法 國),P.Q.A286(美國)
1.3 GH2132 材料的技術(shù)標準
GJB 2611-1996 《航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范》
GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》
GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環(huán)坯規(guī)范》
GJB 3065-1998 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范》
GJB 3167-1998 《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》
GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板規(guī)范》
GJB 3782-1999 《航空用高溫合金鍛制圓餅規(guī)范》
GB/T 14996-1994 《高溫合金冷軋薄板》
Q/3B4071-1993 《YZGH2132合金熱軋棒材》
Q/6S1032-1992 《高溫緊固件用YZGH2132合金棒材》
1.4 GH2132 化學成分 GH2132合金化學成分見表1-1，優(yōu)質(zhì)GH2132合金化學成分見表1-2。
表1-1%
C | Cr | Ni | Mo | Ti | Fe | V | B | Mn | Al | Si | P | S |
不大于 | ||||||||||||
≤0.08 | 13.5～16.0 | 24.0～27.0 | 1.00～1.50 | 1.75～2.30 | 余 | 0.10～0.50 | 0.001～0.010 | 1.00～2.00 | 0.04 | 1.00 | 0.030 | 0.020 |
注：1 冷拉棒、圓餅和環(huán)坯標準規(guī)定ω(Ti)1.80%～2.35%。
2 熱軋和冷軋板標準規(guī)定，ω(B)0.003%～0.010%，ω(Mn)≤2.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。
3 冷拉焊絲標準規(guī)定，ω(Al)≤0.35%，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。
4 冷鐓用絲材標準規(guī)定，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.025%，ω(S)≤0.020%。
5 熱軋和鍛制棒材標準規(guī)定ω(Cu)≤0.25%。
表1-2%
C | Cr | Ni | Mo | Ti | Fe | V | B | Mn | Al | Si | P | S | |||||||||||
不大于 | |||||||||||||||||||||||
≤0.08 | 13.50～16.00 | 24.00～27.00 | 1.00～1.50 | 1.90～2.35 | 余 | 0.10～0.50 | 0.003～0.010 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.002 | |||||||||||
Ca | Mg | Cu | Sn | Pb | Se | Ag | Te | Tl | Bi | N | O | ||||||||||||
不大于 | |||||||||||||||||||||||
0.005 | 0.005 | 0.30 | 0.0050 | 0.0005 | 0.0003 | 0.0005 | 0.00005 | 0.0001 | 0.00003 | 0.0100 | 0.0050 | ||||||||||||
注：微量元素Se、Te、Tl在確定分析方法前，報實測數(shù)據(jù)，不作為驗收依據(jù)。
1.5 GH2132 熱處理制度 材料標準規(guī)定的GH2132熱處 理制度見表1-3；優(yōu)質(zhì)GH2132熱處理制度為900℃±10℃，1～2h,油冷＋750℃±10℃，16h，空冷。
表1-3
材料品種 | 熱處理制度 |
棒材、圓餅 | 980～1000℃，1～2h，油冷＋700～720℃，12～16h,空冷 |
熱軋板、冷軋板 | 980～1000℃，空冷＋700～720℃，12～16h，空冷 |
冷拉棒 | 980～1000℃，1～2h，油冷＋700～720℃，16h,空冷 |
環(huán)件毛坯 | 980～990℃，1～2h，油冷＋700～720℃，16h,空冷 |
冷鐓用冷拉絲 | 980～1000℃，水冷或油冷＋700～720℃，16h,空冷 |
注:冷拉棒和冷拉絲標準規(guī)定，性能檢驗不合格時，可以不大于760℃時效16h，合格后交貨。
1.6 GH2132 品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)各種規(guī)格的棒材、板材、絲材、盤件和環(huán)件。棒材、圓餅和環(huán)坯不經(jīng)熱處理交貨；熱軋板和冷軋板固溶和酸洗后交貨；冷拉棒材于固溶＋酸洗狀態(tài)交貨；冷鐓絲可于固溶＋酸洗盤狀、或固溶＋酸洗直條狀、或固溶直條狀磨光和冷拉等幾種狀態(tài)交貨；冷拉焊絲于冷拉狀態(tài)、或固溶＋酸洗、或半硬狀態(tài)交貨。
1.7 GH2132熔煉和鑄造工藝 GH2132合金可采用非真空感應(yīng)＋電渣，電弧爐＋電渣和電弧爐＋真空電弧以及真空感應(yīng)＋真空電弧等工藝熔煉。優(yōu)質(zhì)GH2132合金可采用真空感應(yīng)＋真空電弧工藝熔煉。
1.8 GH2132 應(yīng)用概況與特殊要求 在航空上主要用于在650℃以下工作的發(fā)動機壓氣機盤、渦輪盤、承力環(huán)、機匣、軸類、緊固件和板材焊接承力件等。在國內(nèi)該合金已在航空上獲得較為廣泛的應(yīng)用。優(yōu)質(zhì)GH2132合金用作航空發(fā)動機壓氣機葉片及高溫緊固件等。
二、GH2132 物理及化學性能
2.1 GH2132 熱性能
2.1.1 GH2132 熔化溫度范圍 1364-1424℃[1]。
2.1.2 GH2132 熱導(dǎo)率 見表2-1。
表2-1[1]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/（W/（m·C）） | 14.2 | 15.9 | 17.2 | 18.8 | 20.5 | 22.2 | 23.9 | 25.5 | 27.6 |
2.1.3 GH2132線膨脹系數(shù) GH2132線膨脹系數(shù)見表2-2；優(yōu)質(zhì)GH2132線膨脹系數(shù)見表2-3
表2-2[1]
θ/℃ | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～900 |
α/10-6C-1 | 15.37 | 16.09 | 16.31 | 16.84 | 17.58 | 18.06 | 18.74 | 19.62 | 20.45 |
表2-3[2]
θ/℃ | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～850 |
α/10-6C-1 | 15.7 | 16.0 | 16.5 | 16.8 | 17.3 | 17.5 | 17.9 | 19.1 | 19.7 |
2.2 GH2132密度 GH2132:ρ=7.93g/cm3[1]；優(yōu)質(zhì)GH2132:ρ=7.99g/cm3[2]。
2.3 GH2132電性能 電阻率見表2-4
2.4 GH2132磁性能
2.5 GH2132化學性能
2.5.1 GH2132抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗100～300h后的氧化速率見表 2-5。
表2-4[1]
θ/℃ | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
ρ/(10-6Ω·m ) | 0.914 | 0.985 | 1.018 | 1.074 | 1.119 | 1.135 | 1.165 | 1.192 | 1.213 | 1.225 |
表2-5[1]
θ/℃ | 氧化速率/(g/(m2·h)) | ||
100h | 200h | 300h | |
650 | 0.00417 | 0.00276 | 0.00234 |
750 | 0.03250 | 0.07216 | 0.08322 |
850 | 0.00630 | 0.12386 | 0.09672 |
三、GH2132力學性能
技術(shù)標準規(guī)定的性能 GH2132合金見表3-1；優(yōu)質(zhì)GH2132合金見表3-2
表3-1
品種 | 室溫性能 | θ/℃ | 拉伸性能 | 持久性能 | |||||||||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | aKU/（kJ/m2） | HBS | σb/MPa | δ5/% | φ/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||
不小于 | 不小于 | ||||||||||||
軋棒 鍛棒 | 930 | - | 20 | 40 | - | 255～321 | 550 | 785 | 16 | 28 | 588 | 100 | - |
650 | 735 | 15 | 20 | 392 | 100 | - | |||||||
冷拉棒① | 900 | 590 | 15 | 20 | - | 248～341 | 650 | - | - | - | 451 （392） | 23 （100） | 5 （3） |
熱軋板② | 885 | - | 20 | - | - | - | 650 | 735 | 15 | - | - | - | - |
550 | 785 | 16 | - | - | - | - | |||||||
冷軋板② | 885 | - | 20 | - | - | - | 650 | 735 | 15 | - | 392 | 100 | 實測 |
550 | 785 | 16 | - | 588 | 100 | 實測 | |||||||
圓餅 | 930 | 620 | 20 | 40 | 290 | 255～321 | 650 | 735 | 15 | 20 | 392 | 100 | - |
環(huán)坯 | 930 | 620 | 20 | 30 | 290 | 255～321 | 650 | 735 | 15 | - | 392 | 100 | - |
冷鐓 用絲① | 900（930）③ | 590 - | 15 （18） | 20 （40） | - - | 248～341 （HV260～360） | 650 | - | - | 451 （392） | 23 （100） | 5 - | |
① 冷拉棒和冷鐓用絲材，固溶狀態(tài)硬度不大于HBS202(HV194)。
② 板材的高溫拉伸和持久試驗只作一個溫度，如合同中未注明時按650℃進行試驗。
③ 如需方要求，可按括號內(nèi)指標進行檢驗。
四、GH2132組織結(jié)構(gòu)
4.1 相變溫度
4.2 時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 GH2132合金中η-Ni3Ti相的析出動力學曲線見圖4-1。
4.3 合金組織結(jié)構(gòu) GH2132合金在標準熱處理狀態(tài)下，在γ基體上有球狀均勻彌散分布的Ni3（Ti，Al）型γ′相以及TiN,TiC，晶界有微量M3B2，晶界附近可能有少量η相和L相。合金硅、硫含量較高時，會有G相、Y相在晶界析出。長期時效或使用后是否有σ相析出，與合金成分有關(guān)。近年來采用相分析
計算方法提出了如下簡化公式：
ΔNv′=Ni－3Ti－3.5Al－1.7Si－0.9Cr－4.7[1]
注：元素符號表示該元素在合金中的重量百分比。當ΔNV′>0
時，無σ相析出。
γ′相的溶解溫度為830～850℃，開始析出溫度在650℃左右，700～730℃析出最多。標準熱處理后γ′相數(shù)量約為合金重量的2%～3%，直徑約10～20nm，其化學組成近似(Ni0.93Fe0.04Cr0.03)2.73(Ti0.83Al0.17)。550～650℃長期時效后，γ′相數(shù)量稍微增加，尺寸略微長大。當合金中ω(Al)>0.4%時，就有可能出現(xiàn)胞狀γ′相。
TiC,TiN的數(shù)量約占合金重量的0.25%，基本上不參與合金熱處理過程的組織轉(zhuǎn)變。TiC在1180℃以上才開始溶解，TiN則更不易溶解。
η相形成的溫度區(qū)間約在700～900℃之間，析出溫度與合金Ti含量相關(guān)。
M3B2相在1040～1080℃固溶時已大量溶解，至1180～1210℃可完全溶解，M3B2在650℃時效已有析出。
L相在950～990℃之間股溶蝕溶解，析出峰在850℃左右。G相在982℃以上開始溶解，至1120℃可完全溶解，析出峰在850℃左右。σ相析出溫度在650～900℃之間，析出峰在750～850℃左右。G、σ和η相的出現(xiàn)對合金性能起損害作用。
五、GH2132工藝性能與要求
5.1 成型性能
5.1.1 GH2132合金的工藝塑性圖見圖5-1，再結(jié)晶圖見圖5-2。
5.1.2 合金鍛造開坯加熱溫度1080～1140℃，終鍛溫度高于900℃。水壓機開坯時加熱溫度1110℃，停壓溫度高于950℃；模鍛開壓溫度為1100℃，停壓溫度高于930℃。環(huán)件軋制加熱溫度1130～1150℃，終軋溫度高于900℃。棒材及型材軋制溫度1080～1140℃，終軋溫度高于900℃。
5.2 焊接性能 合金具有滿意的焊接性能，可用氬弧焊、點焊、縫焊緊進行焊接。合金于固溶狀態(tài)進行焊接，焊后進行時效處理。
5.2.1 手工和自動鎢極對接氬弧焊規(guī)范見表5-1。推薦采用HGH113焊絲和較小的焊接能量輸入。
5.2.2 自動鎢極脈沖氬弧焊對焊規(guī)范見表5-2。
5.2.3 縫焊規(guī)范見表5-3。
5.2.4 焊后進行時效處理的氬弧焊對接接頭的強度系數(shù)大于90%。
表5-1[8]
焊接方法 | 厚度/mm | 焊絲 | 電流/A | 電壓/V | 焊接速度/(m/min) | 送絲速度/(m/min) | 氬氣流量/(L/min) | 背面氣體流量/(L/min) | 鎢極直接/mm | 焊嘴直徑/mm | |
牌號 | 直徑/mm | ||||||||||
手工氬弧焊 | 1.5＋1.5 | HGH2132 | 1.6 | 70～90 | 8～10 | - | - | 6～8 | - | 1.6 | 8 |
2.0＋2.0 | 90～100 | ||||||||||
自動氬弧焊 | 1.5＋1.5 | HGH2132 HGH1140 HGH113 | 1.6 | 95～100 | 7～8 | 0.25～0.32 | 0.32 | 5～8 | 2～3 | 3.0 | 18 |
2.0＋2.0 | 130 | ||||||||||
表5-2[8]
厚度/mm | 焊絲 | 電壓/V | 脈沖電流/A | 維弧電流/A | 脈沖幅比 | 脈沖寬比 | 脈沖頻率/Hz | 焊接速度/(m/min) | 送絲速度/(m/min) | |
牌號 | 直徑/mm | |||||||||
0.8 | 不加絲 | - | 8.5 | 50 | 13 | 4 | 3 | 5 | 0.3 | - |
0.8 | HSG-1 | 1.0 | 8.5～9.0 | 60 | 15 | 4 | 2 | 5 | 0.27 | 0.165 |
1.5 | HSG-1 | 1.0 | 8.5～9.0 | 100 | 28 | 3.5 | 2 | 3 | 0.23 | 0.2 |
2.0 | HSG-1 | 1.0 | 9～10 | 130 | 26 | 5 | 2 | 3 | 0.2 | 0.25 |
表5-3[8]
厚度/mm | 滾盤寬/mm | 電源/A | 焊接時間/s | 休止時間/s | 焊接速度/(m/min) | 電極壓力/N | |
上 | 下 | ||||||
1.5＋1.5 | 5.5 | 6.0 | 8300～9500 | 0.16～0.18 | 0.16～0.18 | 0.36 | 7650～8335 |
2.0＋2.0 | 10000～12000 | 0.18～0.22 | 0.24～0.28 | 0.36 | 8335～9805 | ||
5.3 零件熱處理工藝 固溶溫度980～1000℃，根據(jù)零件截面厚度溫度保溫不同時間后進行空冷、油冷或水冷后，再在700～720℃時效12～16h后空冷。優(yōu)質(zhì)GH2132合金制零件的熱處理工藝為：固溶900℃±10℃，1～2h，油冷＋時效750℃±10℃，16h，空冷。
5.4 表面處理工藝 在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯涂層涂層進行有效的保護。
