高温合金GH/NS

GH1333高温合金

材料：GH1333
交期：30天
描述：GH1333是Fe-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，以加入铬、钨和钼等元素进行固溶强化，使用温度在900°C以下。该合金具有较高的高温强度、抗氧化性能和抗热腐蚀能力，易于加工成形和焊接。主要产品有板、棒、丝、带和管等。
规格：板，棒，带，线，管，可定制

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GH1333高温合金

1合金介绍（由于图表较多，可与13472787990联系索取图表）
1.1概述
GH1333是Fe-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，以加入铬、钨和钼等元素进行固溶强化，使用温度在900°C以下。该合金具有较高的高温强度、抗氧化性能和抗热腐蚀能力，易于加工成形和焊接。主要产品有板、棒、丝、带和管等。
1.2应用概况及特性
合金可用作长期使用的地面和海上燃气轮机火焰筒和过渡段等其他高温承力件。该合金也是高温炉设备选作马弗炉罩、辐射发热管等耐高温、抗氧化和抗腐蚀的材料。
合金在薄板热加工工艺过程中，当加热温度或中间淬火温度偏高时，易出现网状碳化物。因此须釆用较高温度进行热轧和低温中间淬火工艺，防止网状碳化物的产生。成品薄板还应在足够高的温度下进行固溶热处理，才能彻底消除网状碳化物。
1.3材料牌号
GH1333（GH333）
1.4相近牌号
RA333（美）。
1.5材料技术标准
AMS5593A耐蚀合金薄板、带材和中厚板
AMS5717B耐热合金棒材、锻件和环件
1.6熔炼工艺
采用非真空感应炉+电渣重熔，或电弧炉+电渣重熔熔炼工艺。
1.7化学成分
摘自AMS5593A、AMS5717B和文献，见表1-1

元素	C	Cr	Ni	Co	W	Mo	Al®	Ti®	Fe
质量分数/%	≤0.08	24.00〜27.00	44.00〜47.00	2.50-4.00	2.50〜4.00	2.50〜4.00	≤0.20	≤0.20	余
元素	Nb®	B①	Si	Mn	S	P	Sn②	Pb②	Cu
质量分数/%	≤0.20	≤0.006	0.75-1.50	≤2.00	≤0.030	≤0.030	≤0.025	≤0.025	≤0.50
①文献：规定检验的元素。②AMS5593A和AMS5717B规定检验的杂质元素。

1.8热处理制度

摘自AMS5593A.AMS5717B和文献［1］,各品种的标准热处理制度为：
a）薄板、带材和中厚板,1170°C~1200°C,快速空冷，保温时间由板材厚度确定；
b）棒材、锻件和环件,1093°C±28°C,水淬或快速空冷，保温时间每25.4mm厚度为l0min。
1.9品种规格与供应状态
1.9.1主要规格
厚0.5mm〜4.0mm板材;厚0.05mm〜0.8mm带材;D≤300mm棒材;各种尺寸规格的锻件。
1.9.2供应状态
薄板、带材和中厚板经固溶处理+酸洗后供应，带材也可以冷轧状态供应；棒材、锻件和环件-般不经热处理供应。
2物理、弹性和化学性能
2.1熔化温度范围：1310°C~1365°C。
2.2相变点
2.3热导率（表2-1）
2.4电阻率（表2-2）
2.5热扩散率
2.6比热容
2.7线膨胀系数（表2-3）

θ/°C	100	200	300	400	500
λ/[W/(m•°C)]	13.0	15.5	18.0	20.1	23.0
θ/°C	600	700	800	900	-
λ/[W/(m•°C)]	25.5	27.6	30.6	32.6	-

θ/°C	20	200	300	312	400	500
	1.208	1.250	1.258	1.275	1.298	1.311
θ/°C	600	700	800	900	950	1000
	1.321	1.315	1.325	1.333	1.339	1.338

表2-3

θ/°C	20〜100	20〜200	20〜300	20〜400	20〜500	20〜600	20〜700	20〜800	20〜900	20〜1000
	13.6	14.0	14.4	14.7	15.1	15.6	16.2	16.5	17.1	17.6
θ/°C	100〜200	200〜300	300〜400	400〜500	500〜600	600-700	700〜800	800〜900	900〜1000
	14.5	15.1	15.5	16.7	17.7	20.5	19.1	22.5	20.5

2.8密度q=8.23g/cm3。

2.9磁性能
2.10弹性性能（表2-4）
2.11化学性能
2.11.1抗氧化性能
合金在空气介质中，不同温度试验100h的氧化速率见表2-5。
2.11.2耐腐蚀性能

θ/°C	20	100	200	300	400	500	600
E/GPa	198	194	190	182	176	172	167
θ/°C	700	800	900	950	980	1000	-
E/GPa	163	148	144	130	128	127	-

θ/°C	800	900	1000	1100
100h的氧化速率/[g/(m2-h)]	0.028	0.13	0.18	0.36

2.11.2.1合金经燃气腐蚀，837°C〜865°C不同时间的试验结果见表2-6。

表2-6

试样尺寸/ mm	试验条件	θ/°C	持续时间r/h	试样编号	表面检验		失重/ (mg/cm2)
					腐蚀后	去皮后
D10*20	试样腐蚀至规定时间后，炉温降至400°C出炉；燃料:胜利油田产的0号柴油（S约等于0.11%）; 燃烧比率：20%〜30%；燃气成分：7%〜9%CO2，8%〜12%O2 （由于图表较多，可与13472787990联系索取图表）	837〜865	100	3	全黑	浅灰	0.36
				5	全黑	浅灰	0.32
			300	7	全黑	均匀发白	1.20
				8	全黑	均匀发白	2.66
				9	全黑	均匀发白	2.59

续表2-6

试样尺寸/ mm	试验条件	θ/°C	持续时间 t/h	试样编号	表面检验		失重/ (mg/cm2)
					腐蚀后	去皮后
d10*20	试样腐蚀至规定时间后，炉温降至400°C岀炉；燃料:胜利油田产的0号柴油(S-0.11%)；燃烧比率：20%〜30%；燃气成分：7%〜9%CO2，8%〜12%O2	837〜865	400	11	全黑	均匀发白	1.29
				12	全黑	均匀发白	2.56
				13	全黑	均匀发白	1.24
			500	14	黑灰	未去氧化皮	2.71
				15	黑灰		1.51

11.2.2合金经海洋性燃气腐蚀,850°C和900°C不同时间的试验结果见表2-7o

表2-7

试样尺寸/mm	空气燃料比	盐分浓度/I	θ/°C	持续时间/h	失重/(mg/cm2)	宏观检验
1.51530	39:1	106	900	27	3.7〜6.7	铁灰色，局部块状积垢，腐蚀
420*3	44:1	60	850	25	2.34	表面完整
注：1.燃油：0号柴油。剥离溶液组成：150gNaOH+10gKMn(*+340mLH2O。人造海水化学组成：HgMgCl2•6H,O+1.2gCaCl2+40gNa,SO,+25gNaCl+l000mL蒸馏水。

3力学性能

3.1供货技术标准
1.1技术标准规定的性能(表3-1)
表3-1

标准	品种	热处理	室温性能
标准	品种	热处理	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	HRB
AMS5593A	薄板、带材和中厚板	经消除连续碳化物网状组织的固溶处理	<828	-	230	W95
AMS5717B	棒材、锻件和环件	1093°C±28°C®,水淬或快速空冷	<828	>242	230	<95
①厚<0.5mm的薄板和带材不要求延伸率指标。②保温时间每25.4mm厚度为10min。

3.1.2生产检验数据、基值和设计许用值

短时力学性能
3.2.1硬度
冲击性能
3.2.3压缩性能
棒材不同温度的压缩屈服点见表3-2。
表3-2（由于图表较多，可与13472787990联系索取图表）

取样	热处理	在以下温度
取样	热处理	760°C	871°C	982°C
棒材电弧炉	1121T*30min/WQ	218	186	99
	1204°C*30min/WQ	220	213	114
	1204°C30min/WQ+732°C16h/AC	257	204	117
①变形速度为0.005mm/min；每个数据均分别釆用不同炉号的三个试验结果的平均值。

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不同产品经不同冶炼工艺，不同温度的拉伸性能见表3-3和图3-1。
3.2.6.2棒材和板材经不同长期时效，不同温度的拉伸性能分别见表3-4和表3-5。
表3-3

熔炼工艺	取样/mm	θ/°C	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%
非真空感应炉 +电渣	厚1.6冷轧板1190°DAC	20	764.4	336.1	53.2	-
		500	617.4	210.7	60.3	-
		600	588.0	199.9	54.0	-
		700	480.2	198.0	42.6
		800	343.0	197.0	55.6	-
		900	215.6	151.9	78.0	-
		950	147.0	99.0	98.7	-
		1000	117.6	82.3	87.0	-
		1050	78.4	57.8	7.0	4.6
	D90棒材1150°DWQ	20	754.6	333.2	50	59
		500	627.2	254.8	54	54
		600	568.4	235.2	51.5	50.5
		700	460.6	215.6	51.5	40.5
		800	343.0	176.4	79	81
		870	205.8	117.6	97	94
电弧炉 +电渣	厚1.5冷轧板1190qDAC	20	735.0	-	57	-
		500	578.2	-	55	-
		600	539.0	-	51	-
		700	450.8	-	43	-
		800	333.2	-	102	-
		870	205.8	-	105	-
		900	176.4	-	-	-
		1000	107.8	-	78	-
电弧炉	棒材① 1204°C *30min/WQ	760	426	282	48.1	56.4
		871	268	234	65.7	65.3
		982	135	118	74.1	63.5
①晶粒度级别ASTM3〜5(7)级。

表3-4

熔炼工艺	取样/mm	热处理	θ/°C	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%
电孤炉	棒材④	1204°C30min/WQ +732°C16h/AC	760	431	275	47.5	49.8
			871	246	225	49.1	61.5
			982	135	125	27.4	37.1
①晶粒度级别ASTM3〜5(7)级。

表3-5

熔炼工艺	取样/mm	时效规范		20°C拉伸		870°C拉伸
熔炼工艺	取样/mm	θ/°C	t/h	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%
非真空感应炉 +电渣	厚1.6冷轧板1190°C10min/AC （可与021-67898711联系索取图表）	-	-	764.4	53.2	235.2	75.1
		900	100	774.2	28	225.4	73
			200	774.2	26.6	225.4	73
			500	686.0	15	215.6	82.3
			1000	627.2	10.4	205.8	59.3
			2000	558.6	8.7	196.0	87.8
			5000	588.0	10.3	186.2	80.4

3.3持久和蠕变性能

3.3.1持久性能
3.3.1.1不同产品经不同冶炼工艺，不同温度的持久性能见表3-6。
3.3.1.2板材不同温度的持久应力-寿命曲线见图3-2
3.3.1.3板材和棒材经不同长期时效，不同试验条件的持久寿命见表3-7。
3.3.2蠕变性能
3.3.2.1板材不同温度和应力、100h的蠕变性能见表3-8。
3.3.2.2板材850°C不同应力的蠕变曲线见图3-3。
续表3-6

取样/mm	θ/°C	σ/MPa	t/h	δ5/%	ψ％	取样/mm	θ/°C	σ/MPa	t/h	δ5/%	ψ％
厚1.5冷轧板电弧炉+电渣 1190°DAC	870	49.0	>943	30.4	-	厚1.5冷轧板电弧炉+电渣1190°DAC	900	39.2	542	52.6	-
	900	78.4	13	75.2	-	厚1.5冷轧板电弧炉+电渣1190°DAC	900	29.4	3339	38.0	-
		68.6	32	84.6	-	棒材电弧炉1204°C*30min/WQ	760	166	43.7	-	-
		58.8	56	70.8	-		871	69	235	-	-
		51.0	154	60.2	-		982	41	53.6	-	-

表3-7

熔炼工艺	取样/mm	固溶处理	时效规范		θ/°C	σ/MPa	t/h
			θ/°C	t/h
非真空感应炉 +电渣	81.6冷轧板	1190°C*10min/AC	-	-	870	49	595
			900	100			600
				200			497
				500			453
				1000			441
				2000			370
				5000			240
电弧炉	棒材	1204°C*30min/WQ	732	16	760	138	164.4
					871	69	392.9
					982	31	203.2

表3-8（可与021-6789*8711联系索取图表）

熔炼工艺	取样/mm	热处理	θ/°C	a/MPa	100h的蠕变性能
熔炼工艺	取样/mm	热处理	θ/°C	a/MPa	εt/%	εp/%
非真空感应炉 +电渣	厚1.6 冷轧板	1190T/AC	800	69	2.073	2.014
			850	25	0.071	0.058
			850	41	0.392	0.315
电弧炉+电渣	厚1.5冷轧板		900	25	0.065	0.052
			900	20	0.053	0.036
			870	41	0.215	0.186

3.4疲劳性能

3.4.1高周疲劳
3.4.2低周疲劳
3.4.3特种疲劳
3.4.3.1板材经不同冶炼工艺，不同循环温度的冷热疲劳性能见表3-9。
3.4.3.2板材经不同长期时效，不同循环温度的冷热疲劳性能分别见表3-10和表3-11。
表3-9

熔炼工艺	取样/mm	热处理	θ/°C	N/周	裂纹长度/mm
非真空感应炉 +电渣	厚1.6冷轧板	1190°DAC	700⇋20	150	0.5
			800⇋20	80
			900⇋20	55
			1000⇋20	28
电弧炉+电渣	厚1.5冷轧板		800⇋20	101
			900⇋20	62
			1000⇋20	24

表3-10

取样/mm	时效规范		θ/°C	265MPa,N/周	θ/°C	在以下循环周次，裂纹长度/mm
取样/mm	θ/°C	t/h	θ/°C	265MPa,N/周	θ/°C	30周	60周	90周	120周
厚1.6 冷轧板非真空感应炉 +电渣 1190°C*10min/AC	-	-	800U20	88	850U20	0.06	0.18	0.36	0.60
	850	100		75		0.08	0.20	0.46	0.71
		200		65		0.12	0.28	0.55	1.16
		500		94		0.18	0.40	0.92	1.47
		1000		37D61（未断）		0.23	0.59	1.34	1.99
		2000		34		0.23	0.52	1.19	2.08

表3-11

取样/mm	时效规范		ere	N/周	取样/mm	时效规范		θ/°C	N/周
	θ/°C					θ/°C	t/h
厚1.6 冷轧板非真空感应炉 +电渣 1190°C*10min/AC	-	-	85020	108	31.6 冷轧板非真空感应炉 +电渣 1190°C*10min/AC	-	-	900^20	55
	850	100		95		900	100		45
		200		85			200		41
		500		65			500		45
		1000		50			1000		42
		2000		57			2000		32
				-			5000		32
①产生0.5mm裂纹时的循环周次。

3.5裂纹扩展速率

3.6断裂韧度
3.7松弛性能
4工艺性能与要求
4.1成形工艺与性能（表4-1）

加工类型	加热温度	开锻（轧）/终锻（轧）温度	备注
锻造开坯	≤700°C装炉,1160°C土10°C	开锻≥1050°C；终锻≥950°C	中间淬火温度：1110°C〜1130°C；成品淬火温度： 1170°C~1200°C
热轧棒材及轧制板坯	≤700°C装炉，1160°C±10°C	开轧≥1040C；停轧≥950°C
热轧薄板	荒轧：1130°C±10°C 精轧：1120oC±10°C	开轧1030°C~1080°C停轧≥800°C
冷轧薄板	总压下率为30%〜40%,轧后经1180°C±10°C*（10-15）min/快速AC退火处理

薄板热加工工艺过程中，当加热温度或中间淬火温度偏高时，易岀现网状碳化物。因此须采用较高温度进行热轧和低温中间淬火工艺，防止网状碳化物的产生。最低固溶温度须在1150°C以上，生产中为全面防止网状碳化物存在，最佳成品热处理温度为1180°C~1200°C。

4.2工艺性能（表4-2）
表4-2

取样/mm	热处理	反复弯曲①/次数	杯突深度e/mm	深拉系数压
厚1.6冷轧板	1190°DAC	21	>11	>1.97
①夹具R=5a,拔杆高度H=25mm。②凸模直径20mm,凹模直径20mm。③凸模直径45.4mm,凹模直径50mm。

4.3焊接性能

焊接后接头不同温度的拉伸性能见表4-3；持久性能见表4-4。
表4-3

熔炼工艺	焊接方法	母材焊丝©	在以下试验温度，接头g/MPa和K/%®
			20°C		500°C		700°C		800°C		870°C		900°C		950°C		1000°C
			σb	K	σb	K	σb	K	σb	K	σb	K	σb	K	σb	K	σb	K
非真空感应炉 +电渣	氩弧焊	有无	764 725	100	-	-	500 441	100	363 363	100	225 245	96	186 186	95	127 137	91	-	-
电弧炉 +电渣	手工氩弧焊	有	725	98	568	98	441	96	-	-	225	100	-	-	-	-	108	100
	自动氩弧焊	有	657	89	500	86	402	88	-	-	225	100	-	-	-	-	108	97
	脉冲氩弧焊	有	745	98	529	90	372	82	-	-	225	100	-	-	-	-	108	97
	滚焊	无	666	91	529	91	363	80	-	-	216	100	-	-	-	-	108	98
	点焊	单点强度	-	1061	-	807	-	628	-	-	-	843	-	-	-	-	-	205
①填料与母材同成分。②强度系数为焊缝强度占母材强度的百分比。

4.4零件热处理工艺

同各品种的标准热处理制度。
4.5表面处理工艺
4.6切削加工与磨削性能

采用重型刀具，并要采用低转速深切削的方法以使加工硬化效果最小。推荐的切削速度约为螺旋的40%。建议采用硫基切削液。对于绝大多数的切削操作，建议采用碳化物刀具和不锈钢刀具。
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（可与021-6789*8711联系索取图表）
合金的固溶组织为Y奥氏体，含有少量的TiN、以及MC,M23C6,Ml2C型碳化物(图5-1和图5-2)。
合金在900°C*(100~5000)h时效过程中，析出MsG和MC,且逐渐转化为M12C,到5000h后，MmG很少，MC为主要析出相。时效100h后，晶内开始析出微量的η相，并随着时效时间的延长，析岀量增多。合金长期时效后的组织及析出相形貌见图5-3。
参考文献
略..