高温合金GH/NS

GH3039高温合金

材料：GH3039
交期：30天
描述：GH3039是Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，主要以铬和钼等元素进行固溶强化。合金在800°C以下具有中等的热强性和良好的抗冷热疲劳性能，在1000°C以下抗氧化性能良好，长期使用组织稳定。GH3039合金具有良好的冷成形和焊接性能。主要产品有板材、棒材、丝材、管材和锻件。
规格：板，棒，带，线，管，可定制

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GH3039高温合金

1合金介绍（由于文章图表数据较多，并没有全部展示，如有需要可以添加客服索取）

1.1概述

GH3039是Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，主要以铬和钼等元素进行固溶强化。合金在800°C以下具有中等的热强性和良好的抗冷热疲劳性能，在1000°C以下抗氧化性能良好，长期使用组织稳定。GH3039合金具有良好的冷成形和焊接性能。主要产品有板材、棒材、丝材、管材和锻件。
1.2应用概况及特性
合金已用于制作航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件，经过长期的生产和使用考验，使用性能良好。
合金供应状态薄板具有良好的热加工工艺塑性和良好的冲压性能。可以用氩弧焊、点焊或缝焊等方法焊接，其焊接性能优良，氩弧焊裂纹倾向性小。焊接特点与GH3030合金接近。可与GH1140、GH3030和GH3044等合金组合进行焊接。合金中不析岀有害相，组织稳定性较好，在高温下长期工作时，有产生沿晶界氧化的倾向。
1.3材料牌号
GH3039(GH39)
1.4相近牌号
略
1.5材料技术标准
GB/T14992高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
GB/T15062-般用途高温合金管
GJB1952A航空用高温合金冷轧薄板规范
GJB2297A航空用高温合金冷拔（轧）无缝管规范
GJB2612焊接用高温合金冷拉丝材规范
GJB3165A航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范
GJB3317A航空用高温合金热轧板规范
GJB3318A航空用高温合金冷轧带材规范
HB/Z140航空用高温合金热处理工艺
1.6熔炼工艺
釆用电弧炉、或电弧炉+电渣重熔、或电弧炉+真空自耗重熔、或非真空感应炉+电渣重熔、或非真空感应炉+真空自耗、或真空感应炉+电渣重熔、或真空感应炉+真空自耗熔炼工艺。
1.7化学成分
摘自GB/T14992,杂质元素分析有区别的摘自GJB3317A和GJB3318A,见表1-1„
表1-1

元素	C	Cr	Ni	Mo	Al	Ti	Fe
质量分数/%	≤0.08	19.00〜22.00	余	1.80〜2.30	0.35〜0.75	0.35〜0.75	≤3.00
元素	Nb	Mn	Si	P	S	Cu	-
质量分数/%	0.90-1.30	≤0.40	≤0.80	≤0.020	≤0.012	≤0.20	-
①GJB3317A和GJB3318A规定:Cu≤0.07%。13472787990微信

1.8热处理制度

摘自GB/T15062、GJB1952A、GJB2297A.GJB3165A.GJB3317A、GJB3318A和HB/Z40,各品种的标准热处理制度为：
a）热轧板材、冷轧薄板、冷轧带材，（1050〜1090）°C/AC。其中保温（8〜12）min；33mm〜 5mm,保温（12~16）min；
b）热轧和锻制棒材,（1050~1080）°C/AC或OQ；
c）冷拔管材，（1050〜1080）°C/AC或WQ。
1.9品种规格与供应状态
1.9.1主要规格
d20mm~300mm棒材;δ4mm~14mm热轧板材；δ0.5mm~4mm冷轧板材；δO.1mm〜0.8mm冷轧带材；外径＜50mm的冷拔（轧）无缝管;D0.2mm〜10.0mm焊接用冷拉丝材。
1.9.2供应状态
棒材不经热处理，磨光或车光后供应；热轧板材经固溶+碱酸洗+平整+切边后供应；冷轧板材经固溶+碱酸洗+平整+矫直+切边后供应；冷轧带材经固溶+碱酸洗十平整十切边后成卷供应；冷拔管材经固溶+酸洗后供应，或冷拔、冷轧状态供应；焊丝以硬态、或半硬态（减面率不大于20%）、或固溶处理十酸洗、或光亮固溶处理（适用于直径不大于1.5mm）状态成盘供应，也可直条供应。
2物理、弹性和化学性能 2.1熔化温度范围
2.2相变点（由于文章图表巨多，所以没有一一展示，如有需要可以添加客服索取）
2.3热导率（表2-1）
2.4电阻率
2.5热扩散率
2.6比热容（表2-2）
2.7线膨胀系数（表2-3）
2.8密度p=8.3g
2.9磁性能：合金无磁性。
2.10弹性性能（表2-4）
2.11化学性能
2.11.1抗氧化性能
2.11.1.1合金在空气介质中，不同温度100h的氧化速率见表2-5,氧化增重曲线见图2-1。

2.11.1.2合金在空气介质中，不同温度暴露100h的沿晶氧化深度见表2-6。

2.11.2耐腐蚀性能
3力学性能 3.1供货技术标准
3.1.1技术标准规定的性能（表3-1）
表3-1

标准号	品种	热处理	室温拉伸			800°C拉伸
			σb/MPa	δ5/%	ψ/%	σb/MPa	δ5/%	ψ/%

GJB1952A	冷轧板	(1050〜1090)°C/AC	735	40	-	245	40	-
GJB2297A	冷拔无缝管	(1050〜1080)°C/AC或WQ	685①	40①	-	245	40	-
GJB3165A	热轧锻制棒	(1050〜1080)°C/AC或OQ	735	40	-	245	40	40
GJB3317A	热轧板	(1050~1090)°C/AC	735	40	45	245	40	50
GJB3318A	冷轧带	(1050〜1090)°C/AC	735②	40	-	-	-	-
GB/T15062	冷拔管	(1050〜1080)°C/WQ	635	35	-	-	-	-
外径＞30mm,壁厚〉3.0mm管材sN635MPa0230%。 δ≤O.25mm带材，σb660MPa,δ5实测。

3.1.2生产检验数据、基值和设计许用值（表3-2）

表3-2

取样/mm	热处理	θ/°C	σb/MPa					δ5/%		ψ/%		样本大小 n
取样/mm	热处理	θ/°C	S	-3σ	A	B	X	S	X	S	X	样本大小 n
厚0.8〜3.0冷轧板	供应状态	20	735	-	735	785	828	40	49	-	-	392
		400	-	-	635	680	746	-	58	-	-	-
		500	-	-	625	665	735	-	58	-	-	-
		600	-	-	595	635	693	-	48	-	-	-
		700	-	-	430	460	501	-	50	-	-	-
		800	245	-	235	250	274	40	65	-	-	392
		900	-	-	135	140	156	-	75	-	-	-
厚8.5 热轧中厚板	供应状态	20	735	670	705	755	815	40	51	45	64	172
		700	-	450	475	505	532	-	59	-	50	-
		800	245	210	230	265	300	40	87	50	74	174
		900	-	150	160	170	180	-	72	-	64	-

3.2短时力学性能

3.2.1硬度
3.2.2冲击性能
3.2.3压缩性能
3.2.4扭转性能
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1冷轧板不同温度的拉伸性能见表3-3。
3.2.6.2冷轧板不同温度在屈服点前的拉伸曲线见图3-1,从屈服点至断裂的拉伸曲线见图3-2。
3.2.6.3冷轧板经不同冷轧变形量，室温拉伸性能曲线见图3-3。
表3-34

取样/mm	θ/°C	σb/MPa	σp0.2/MPa	δ5/%	ψ/%
厚1.5 冷轧板供应状态	20	841	436	48	-
	300	744	-	56	-
	400	728	-	59	-
	500	704	-	58	-
	600	686	371	50	-
	700	499	270	49
	800	284	137	76	-
	900	161	-	68	-
厚8.5热轧中厚板供应状态	20	774	-	53	65
	700	532	-	59	50
	800	315	-	82	63
	900	180	-	72	64

图3-1冷轧板不同温度在屈服点前的拉伸曲线厚2.0mm冷轧板，供应状态

图3-2冷轧板不同温度从屈服点至断裂的拉伸曲线同厚2.0mm冷轧板，供应状态3.3持久和蠕变性能

3.3.1持久性能（由于文章图表巨多，所以没有一一展示，如有需要可以添加客服索取）
3.3.1.1冷轧板不同温度和时间的持久极限见表3-4,不同温度和时间的秒计持久极限见表3-5。
3.3.1.2冷轧板800°C和900°C的持久应力-寿命曲线见图3-4,持久热强参数综合曲线见图3-5。
3.3.1.3冷轧板和热轧板经不同熔炼工艺，不同温度的持久寿命见表3-6。

表3-4

取样	θ/°C	σt/h /MPa						取样	θ/°C	σt/h /MPa
取样	θ/°C	σ10	σ50	σ100	σ200	σ500	σ1000	取样	θ/°C	σ10	σ50	σ100		σ200	σ500	σ1000
冷轧板 1080°C/ AC	700	-	180	170	160	145	135	冷轧板 1170°C/ AC	800	-	-		88	78	-	-
	800	159	99	81	66	51	42		900	-	-		39	34	-	-
	900	71	42	34	27	20	16		-	-	-		-	-	-	-

表3-5

取样	θ/°C	σt/h /MPa										取样	θ/°C	σt/h /MPa
		σ10	σ60		σ120		σ180		σ240		σ300			σ10	σ60		σ120		σ180		σ240		σ300
冷轧板，供应状态 20°C,σb=824MPa	600	726		-		-		-		726		冷轧板，供应状态 20°Cσb=824MPa	800	397		353		319		294		265
	700	598		554		525		500		471			900	255		211		186		172		152

表3-6

取样/mm	热处理	θ/°C	a/MPa	经以下冶炼工艺，τ/h
取样/mm	热处理	θ/°C	a/MPa	电弧炉	电弧炉+电渣	电弧炉+真空自耗
厚1.5冷轧板	(1050~1080)°C/AC	700	167	102	>193	106〜220
		800	59	>135	>121	>399
		900	28	>73	148	-
厚1.5 热轧中厚板	(1050〜1080)°C/AC	700	167	-	>105	126〜185
		800	69	>172	>334	-
		800	78	-	-	122〜237
		900	28	139	233	-

3.3.2蠕变性能
3.3.2.1冷轧板不同温度100h的蠕变极限见表3-7。
3.3.2.2冷轧板不同温度和时间的秒计蠕变极限见表3-8。
3.3.2.3冷轧板700°C和800°C不同应力的蠕变曲线分别见图3-6和图3-7o
表3-7

取样	θ/°C	t/h	£P/%	经以下固溶处理σb/MPa		取样	θ/°C	t/h	£p/%	经以下固溶处理σb/MPa
				1080°C/AC	1170°C/AC					1080°C/AC	1170°C/AC
冷轧板 1080°C/AC	700	100	0.2	66.7	-	冷轧板 1080°C/AC	900	100	5	14.7	24.5
	800		0.2	20.6	-		1000		5	5.9	9.8
			5	39.2	63.7		1100		5	3.9	5.9

表3-8

取样	t/s	£P/%	在以下温度，σ/MPa			取样	t/s	£P/%	在以下温度，σ/MPa
取样	t/s	£P/%	700°C	800°C	900°C	取样	t/s	£P/%	700°C	800°C	900°C
冷轧板供应状态 20°C,s=824MPa	10	0.5	441	245	147	冷轧板供应状态 20°C, s>=824MPa	60	1	407	196	123
	60		382	177	103		120		373	172	103
	120		343	157	93		180		358	162	98
	180		324	147	83		300		333	152	88
	300		304	132	78		一一		-

3.4疲劳性能

3.4.1高周疲劳
3.4.1.1冷轧板不同温度的弯曲震动疲劳极限见表3-9。
3.4.1.2冷轧板不同温度的弯曲震动疲劳S-N曲线见图3-8。
冷轧板不同循环温度的冷热疲劳性能见表3d。。
3.5裂纹扩展速率
3.6断裂韧度
3.7松弛性能

取样/mm	状态	在以下循环温度、至出现0.5mm裂纹，N/周
取样/mm	状态	800°C⇋20°C	900°C⇋20°C	1000°C⇋20°C	1100°C⇋20°C
厚1.5〜1.65 冷轧板	1080°C/AC	110〜120	45〜55	35〜40	20
	1170°C/AC	80〜90	30〜35	20〜25	12
	1170°C+9B55涂层	140-150	-	40〜50	-

4工艺性能与要求

4.1成形工艺与性能(表4-1)
4.2工艺性能
4.2.1供应状态薄板冲压的极限系数见表4-2。-般工作系数为极限系数的80%〜90%。

表4-1,
加工类型	加热温度	终锻(轧)温度	变形量
锻造	1170°C〜1190°C	≥900°C	50%
轧制板坯板材	荒轧：1100°C〜1140°C 精轧：1050°C〜1100°C	≥850°C	213%
冷轧板	-	-	30%〜55%

4. 2.2板材的反复弯曲和杯突性能见表4-3。

4.3焊接性能
4.3.1手工氩弧焊(对接)规范见表4-4；自动钨极氩弧焊(对接)规范见表4-5；点焊规范见表4-6；缝焊规范见表4-7。
4.3.2氩孤焊接头的力学性能见表4-8；点焊接头的单点抗剪强度见表4-9；缝焊接头的拉伸性能见表4-10。
4. 4零件热处理工艺
零件的中间固溶处理为1050°C/AC；燃烧室零件的最终热处理为1080°C/AC。要求持久性能较高的零件，固溶温度可提高至1170°C

极限深冲系数	极限翻边系数	极限压窝系数		最小弯曲半径
		平头阳模	球头阳模
2.10〜2.14	1.85〜2.00	0.30〜0.33	0.45-0.53	15°
①S为板厚。
注：S8.5mm热轧板深冲后在12h内进行中间固溶处理，消除应力。

取样/mm	反复弯曲/次数	杯突深度/mm
S1.5冷轧板供应状态	20〜29	10.7〜12.0

表4-4

焊刖状态	焊丝		接头形式	板厚/mm	焊接电流/A	电压/V	氧气流量 /(L/min)	钨极直径 /mm	极性
焊刖状态	牌号	直径/mm	接头形式	板厚/mm	焊接电流/A	电压/V	氧气流量 /(L/min)	钨极直径 /mm	极性
固溶 +机械抛光	HGH3039	0.8-1.0	对接	0.8	45〜50	10〜14	4〜6	1.2	正极
		1.0〜1.2		1.0	50〜55	12〜16	4〜6	1.6〜2.0
		1.2-1.6		1.2	60〜65	12〜16	6〜8	1.6〜2.0
		1.6〜2.0		1.5	70〜85	12〜16	6〜8	1.6〜2.0
		2.0〜2.5		2.0	90〜100	12〜16	8〜12	2.0

表4-5

焊刖状态	焊丝		板厚 /mm	焊接电流 /A	电压 /V	焊接速度 /(m/min)	送丝速度 /(m/min)	氧气流量 /(L/min)	背面氯气流量 /(L/min)	钨极d/mm	焊嘴D/mm
	牌号	d/mm
固溶 +机械抛光	HGH3030 HGH3039	1.6	0.8	85〜90	7〜8	0.52	0.38	8〜10	4〜5	3	18
	不加焊丝		J1.0	150〜160	12	0.66〜0.69	-	14〜16	4〜5

表4-6

焊刖状态	材料		电极直径/mm	焊接电流/A	焊接时间/s	电极压力/N	核心直径/mm
	牌号	板厚/mm
固溶	GH3039+GH3030	1.04-1.0	5.0+1	5000〜6000	0.34-0.38	4510〜4905	5.0
	GH3039+GH3044	1.2+1.5	5.0+1	6000〜6500	0.32-0.36	4705〜5100
	GH3039+GH3039	1.3+1.3	6.5	7000〜7500	0.26〜0.28	4905〜5295

表4-7

焊前状态	材料		滚盘宽度 /mm	电流 /A	焊接时间 /s	休止时间 /s	焊接速度/（m/min）	电极压力 /N	核心尺寸
焊前状态	牌号	板厚/mm	滚盘宽度 /mm	电流 /A	焊接时间 /s	休止时间 /s	焊接速度/（m/min）	电极压力 /N	d/mm	焊透率/%
固溶+抛光	GH3039 +GH3030	1.0+0.8	6.0+7.0	8100〜 9500	0.12〜 0.14	0.04〜 0.06	0.62〜 0.70	6865〜 7255	5.0〜 6.0	60
	GH3039 +GH3030	1.0+1.5		8400〜 9400	0.14〜 0.16	0.04〜 0.10	0.48〜 0.70	6865〜 7255	5.0〜 6.0
	GH3039 -FGH1140	1.0+1.5		7600〜 8300	0.16〜 0.18	0.08〜 0.12	0.50〜 0.62	6865〜 7255	5.0~ 6.0
	GH3039 -FGH3039	1.3+1.3		7500〜 8500	0.28〜 0.32	0.28〜 0.30	0.23	6865〜 7355	5.0

表4-8

焊接方法	板厚/mm	热处理		焊丝	θ/°C	接头拉伸性能		接头持久性能
		焊前	焊后			σb/MPa	强度系数/%	σ/MPa	τ/h
手工氯弧焊（对接）	0.8	固溶	未处理	HGH3039	20	711〜784	93.6	-	-
					800	240〜279	86	-	-
	1.5	固溶	未处理	HGH3039	20	727〜832	98	-	-
					700	436〜491	93	-	-
					800	272〜286	97.3	68.6	54〜118
								58.8	>105
	2.0	固溶	未处理	HGH3039	20	765〜804	100	-	-
						706〜715①	92	-	-
自动筑弧焊（对接）	0.8	固溶	未处理	-	20	711〜769	93	-	-
					800	299〜358	100	-	-
				HGH3039	20	784〜809	99	-	-
					800	333〜353	100	58.8	>105
				HGH3030	20	794〜804	99.5	-	-
					800	279〜373	100	-	-
	1.0	固溶	未处理	-	20	701-779	92	-	-
					800	276〜290	99.5	-	-

续表4-8

焊接方法	板厚/mm	热处理		焊丝	θ/°C	接头拉伸性能		接头持久性能
焊接方法	板厚/mm	焊前	焊后	焊丝	θ/°C	σb/MPa	强度系数/%	σ/MPa	τ/h
自动氩弧焊 (对接)	1.5	固溶	未处理	HGH3039	20	814〜830	100	-	-
					500	627〜642	90	-	-
					700	441〜480	93	-	-
					800	339〜341	91.5	-	-
					900	186〜201	95	-	-
①去掉焊缝加强高。

表4-9

板厚/mm	焊前状态	焊后处理	核心直径/mm	θ/°C	点焊接头单点抗剪强度r/MPa
厚1.3	固溶	未处理	5.0	20	11760
				500	9408
				700	6958
				800	5586
				900	4312

表4-10

材料		焊前状态	焊后处理	θ/°C	缝焊接头拉伸性能
合金	板厚/mm	焊前状态	焊后处理	θ/°C	σb/MPa	强度系数％
GH3039+GH3044	1.2+1.0	固溶	未处理	20	833〜867	-
GH30394-GH3030	1.0+0.8			20	750〜769	-
GH3039+GH3039	1.3+1.3			20	755〜814	97
				500	667〜686	-
				700	426〜461	88.5
				800	294〜309	85.5
				900	177-196	98

4.5表面处理工艺

4.6切削加工与磨削性能
无特殊要求。
5组织结构
5.1相变温度
5.2时间-温度-组织转变曲线
5.3典型组织
合金板材经标准热处理后的组织为单相奥氏体，含有少量的Ti(CN)、NbC及M23C6型碳化物，晶粒度为6~8级，见图5-1经600°C~900°C长期时效或使用后，晶内和晶界均有M23C6补充析出；在600°C~700°C时效后析出的碳化物颗粒细小，均匀分布于晶内和晶界，时效温度高于700°C时，主要沿晶界析出并聚集长大，见图5-2。合金中不析出有害相，组织稳定性较好。
图5-1合金板材经标准热处理后的组织和折出相形貌
(a)Ti(CN)、NbC及M23C6；(b)晶粒度ASTM6-8级；
试样绎1050CX10min/AC处理:HN(L-酒精，化学腐饨
图5-2合金板材经长期时效后的组织和析出相形貌
试样经105O°CX10min/AC+750°C X1000h/AC处理；晶内和晶界为M23C6
试样经1050°CX10min/AC+800°CXlOOOh/AC处理；晶界M23C6 聚集长大；HNO3-酒精，化学腐蚀

（由于文章图表巨多，所以没有一一展示，如有需要可以添加客服索取）

参考文献
略。