高温合金GH/NS

GH2035A高温合金

材料：GH2035A
交期：30天
描述：GH2035A是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在750°C以下。该合金是在GH2035合金的基础上调整了碳、硼、铝和钛的含量，并改变了热处理制度而发展成的。该合金除了具有原合金的优点外，还具有更高的强度、更好的组织稳定性和良好的热加工性能。主要产品有热轧和锻制棒材、锻件和环形件等。
规格：板，棒，带，线，管，可定制

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GH2035A高温合金

1合金介绍

1.1概述

GH2035A是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在750°C以下。该合金是在GH2035合金的基础上调整了碳、硼、铝和钛的含量，并改变了热处理制度而发展成的。该合金除了具有原合金的优点外，还具有更高的强度、更好的组织稳定性和良好的热加工性能。主要产品有热轧和锻制棒材、锻件和环形件等。

1.2应用概况及特性

合金已用于制造多种航空发动机的涡轮内外环和支承环等十多种零部件，现已投入批量生产。

合金长期时效后析岀σ相，但长大速度很慢，且长大到一定长度后不再增长。700°C×10000h和750°C×4000h时效时,析出的σ相尺寸都在20μm以下，对合金的性能影响较小。

1.3材料牌号

GH2035A(GH1035A,GH35A)。

相近牌号

无。

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

GJB3165A航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范

HB/Z140航空用高温合金热处理工艺

1.6熔炼工艺

采用电弧炉+电渣重熔、或非真空感应炉+电渣重熔、或真空感应炉+电渣重熔熔炼工艺。

1.7化学成分

摘自GB/T14992,见表1-1。

表1-1（想要更多数据，可与13472787990联系）

元素	C	Cr	Ni	w	Al	Ti	Fe
质量分数/%	0.05~0.11	20.00〜23.00	35.00~40.00	2.50〜3.50	0.20〜0.70	0.80~1.30	余
元素	B	Ce	Mg	Si	Mn	S	p
质量分数/%	0.010	0.050	≤0.010	≤0.80	≤0.70	≤0.020	≤0.030

1.8热处理制度

摘自HB/Z140,热轧和锻制棒材、锻件的标准热处理制度为：1080°C×2h/WQ+680°C×16h/AC。

1.9品种规格与供应状态

1.9.1主要规格

棒材的直径一般为20mm〜300mm,通常长度为2000mm〜6000mm；各种规格的锻件和环形件。

1.9.2供应状态

热轧和锻制棒材、锻件和环形件一般不经热处理供应。

2物理、弹性和化学性能

2.1熔化温度范围

2.2相变点

热导率

电阻率

热扩散率（表2-1）

表2-1E

θ/°C	250	300	400	500	600	700	800	900	1000
Q/(10^6m^2/s)	3.8	3.95	4.2	4.4	4.65	4.9	5.15	5.4	5.6

2.6比热容（表2-2）

表2-2

θ/°C	100	200	300	400	500	600	700	800	900
	385	448	486	515	540	561	582	599	712

2.7线膨胀系数（表2-3）

表2-3

θ/°C	20〜100	20〜200	20〜300	20〜400	20〜500	20〜600	20〜700	20〜800	20〜900
a/(10^-6℃^-1	13.9	15.05	15.9	16.05	16.1	16.45	16.6	17.2	17.3

2.8密度

p=8.17g/cm^3

2.9磁性能

2.10弹性性能（表2-4）

表2-4

θ/°C	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Ed/GPa	215	214	209	202	193	186	177	167	158	148

2.11化学性能

2.11.1抗氧化性能

合金在空气介质中，1000°C和1100°C试验100h的氧化速率见表2-5。

2.11.2耐腐蚀性能

θ/°C	1000	1100
100h的氧化速率/[g/(m2•h)]	0.1997	0.4134

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（想要更多数据，可与021-67898711联系）

室温拉伸性能

700°C、196MPa持久性能

GJB3165A

热轧和锻制棒材

1080°C±10℃×2H/WQ

+680°C±10℃×16h/AC

σb/MPa

σpo.2/MPa

δ5/%

ψ/%

τ/h

≥590

≥345

≥28

≥35

≥50

3.1.2生产检验数据、基值和设计许用值

3.2短时力学性能

3.2.1硬度

合金经标准热处理，室温硬度为HBS230。

3.2.2冲击性能

3.2.2.1棒材和90mm方坯，不同温度的冲击韧性见表3-2。

3.2.2.2棒材经不同长期时效，室温冲击韧性见表3-3。

3.2.3压缩性能

3.2.4扭转性能

表3-2

取样/mm	热处理	θ/°C	aKu/（kJ/m^2）
棒材	标准热处理	20	1780
90方坯		20	1540
		400	1600
		500	1400
		600	1340
		700	1540
		800	1660
		900	2600

3.2.5剪切性能

表3-3

时效规范		室温aKu/（kJ/m^2）	时效规范		室温aKu/CkJ/m^2）	时效规范		室温aKu/（kJ/m^2）
θ/°C	t/h	室温aKu/（kJ/m^2）	θ/°C	t/h	室温aKu/CkJ/m^2）	θ/°C	t/h	室温aKu/（kJ/m^2）
650	500	1250	700	1000	1070	750	250	1420
	1000	1180		2000	630		500	1190
	2000	1040		3500	400		1000	750
	5300	760		5000	230		2000	430
700	250	1300		10000	140		4000	280
700	500	1170	750	100	1590	一	一	—
注：棒材取样，经标准热处理。

3.2.6拉伸性能

3.2.6.1棒材和90mm方坯，不同温度的拉伸性能见表3-4。

3.2.6.2棒材经不同长期时效，室温拉伸性能见表3-5。

表3-44

取样/mm	θ/°C	σb/MPa	σpo.2/MPa	δ5/%	ψ/%	取样/mm	θ/°C	σb/MPa	σpo.2/MPa	δ5/%	ψ/%
d23棒	20	942	467	30	51	90方坯	600	703	394	29	43
90方坯	20	873	424	33	57		650	662	382	29	45
	300	767	373	32	52		700	588	370	29	36
	400	738	365	32	52		750	485	341	29	39
	500	731	372	34	52		800	321	270	59	77
	550	708	348	34	55		900	145	69	101	97
注：冶炼工艺为非真空感应炉+电渣，试样经标准热处理。

表3-5

取样	时效规范		室温拉伸				取样	时效规范		室温拉伸
取样	θ/°C	τ/h	σb/MPa	σpo.2/MPa	δ5/%	ψ/%	取样	θ/°C	τ/h	σb/MPa	σpo.2/MPa	δ5/%	ψ/%
棒材标准热处理	一	一	955	485	28	50	棒材标准热处理	650	2000	965	538	25	45
	650	500	976	517	26	48		650	5300	977	493	27	43
	650	1000	964	521	26	48		700	250	932	514	29	46

续表3-5

取样	时效规范		室温拉伸				取样	时效规范		室温拉伸
取样	θ/°C	τ/h	σb/MPa	σpo.2/MPa	δ5/%	ψ/%	取样	θ/°C	τ/h	σb/MPa	σpo.2/MPa	δ5/%	ψ/%
棒材标准热处理	700	500	918	511	27	47	棒材标准热处理	750	100	864	459	31	53
		1000	914	495	25	42			250	853	453	31	52
		2000	908	497	25	38			500	851	443	31	51
		3500	926	504	23	34			1000	879	461	29	45
		5000	914	500	20	30			2000	846	459	25	37
		10000	906	500	17	28			4000	828	458	26	31

3.3持久和蠕变性能

3.3.1持久性能

3.3.1.190mm方坯不同温度和时间的持久极限见表3-6；不同温度持久应力-寿命曲线见图3-1,持久热强参数综合曲线见图3-2。

3.3.1.290mm方坯不同温度光滑和缺口持久性能见表3-7。

3.3.1.3棒材经不同长期时效，700°C、245MPa的持久性能见表3-8。

表3-6[45]

取样/mm	θ/°C	cr,,h/MPa					取样/mm	θ/°C	b〃h/MPa
取样/mm	θ/°C	σ50	σ100	σ200	σ500	σ1000	取样/mm	θ/°C	σ50	σ100	σ200	σ500	σ1000
90方坯	550	620	590	560	520	490	90方坯	700	310	280	245	205	185
标准	600	500	480	455	430	410	标准	750	200	170	145	110	80
热处理	650	420	390	360	330	300	热处理	800	125	105	90	65	45

表3-7

取样/mm	θ/°C	σ/MPa	τ/h	δ5/%	ψ/%	τH/h	取样/mm	θ/°C	σ/MPa	τ/h	δ5/%	ψ/%	τH/h
90方坯标准热处理	550	570	199	19	22	385	90方坯标准热处理	700	275	125	25	27	350
	600	470	152	13	20	352		750	175	90	56	56	372
	650	370	135	26	28	211		800	100	152	62	71	325
①缺口半径r=0.2mm.

表3-8

取样	时效规范		700°C、245MPa持久		取样	时效规范		700°C、245MPa持久
取样	θ/°C	t/h	τ/h	ψ/%	取样	θ/°C	t/h	τ/h	ψ/%
棒材标准热处理	—	—	275	31	棒材标准热处理	700	3500	78	55
	650	500	283	40			5000	69	56
		1000	275	40			10000	86	55
		2000	208	44		750	100	104	48
		5300	241	42			250	62	54
	700	250	255	28			500	44	54
		500	102	41			1000	40	54
		1000	95	48			2000	48	53
		2000	76	54			4000	41	57

图3-2 90mm方坯不同温度的持久应力-寿命曲线

3.3.2蠕变性能

棒材700°C,100h的蠕变性能见表3-9。

取样/mm	热处理	θ/°C	t/h	σ/MPa	εt/%	εp/%	εe/%
d23棒	标准热处理	700	100	245	2.27	2.18	0.09

图3-2 90mm方坯的持久热强参数综合曲线

表3-9

3.4疲劳性能

3.4.1局周疲劳

合金650C、Nf=10^7周，旋转弯曲疲劳极限σ-1=370MPa。

3.4.2低周疲劳

3.4.3特种疲劳

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

合金热加工性能优良，加热温度范围宽，一次允许变形量大。顶锻临界压下量与温度关系见图4-1。在800°C〜1230°C,变形量3%〜91%都没出现裂纹。

合金的热加工再结晶图见图4-2,再结晶图见图4-3。

合金最适宜的加工温度为950°C~1170°C。

4.2工艺性能

4.3焊接性能

4.4零件热处理工艺

零件热处理制度为1080°C×2h/WQ+680°C×16h/AC。

图4-1 临界压下量与温度的关系

图4-2合金加工再结晶图

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

合金中微量相的总数约占合金重量的0.4%〜0.8%,随时效温度和时间的变化量见图5-1

5.3典型组织

合金标准热处理状态的组织由γ基体、γ´相、M23C6型碳化物、M3B2型硼化物和TiC相组成，组织和析出相形貌见图5-2。

合金中ω(γ´)约占合金的3%,尺寸7nm,化学组成为Ni2.82Cr0.22Fe0.01Al0.27Ti0.63W0.05。在长期时效过程中y'数量略有增加，组成变化不大，随时效时间延长和温度升高，γ´尺寸增大，但长大速度缓慢。700°C×10000h时效时，尺寸为60nm。合金长期时效后析出γ´相，但长大速度很慢，且长大到一定长度后不再加长。700°C×1000h和750°C×4000H时效时,σ相尺寸都在20μm以下，因此对性能影响较小。

图5-1合金中微量相总量在长期时效中的变化。（想要更多数据，可与021-67898711上海墨钜联系）

参考文献

略。。