高温合金GH/NS

GH1131高温合金

材料：GH1131
交期：30天
描述：GH1131是Fe-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，以加入铬和钨、钼等元素进行固溶强化，使用温度为700P〜1000-C。合金具有良好的热加工塑性、焊接和冷成形工艺性能。主要产品有冷轧薄板、热轧中板、棒材、扁钢和丝材等。
规格：板，棒，带，线，管，可定制

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GH1131高温合金

1合金介绍

1.1概述
GH1131是Fe-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，以加入铬和钨、钼等元素进行固溶强化，使用温度为700P〜1000-C。合金具有良好的热加工塑性、焊接和冷成形工艺性能。主要产品有冷轧薄板、热轧中板、棒材、扁钢和丝材等。
1.2应用概况及特性
合金已用于制作火箭发动机用，在700°C~1000°C短时工作的燃烧室隔板、涡轮燃气进气导管、燃气发生器收敛段、锥形导向器、涡轮弯通和法兰盘等零部件；航空发动机用，在700°C~750°C长时工作的加力筒体、加力燃烧室、隔热板、稳定器和调节片等零部件；地面燃气轮机用，在700°C以下长时工作的火焰筒等零部件。
与同类用途的镣基合金相比，该合金的高温抗氧化性能和组织稳定性较差。在700°C~900°C长期使用后，合金的室温塑性下降。
1.3材料牌号
GH1131(GH131)。
1.4相近牌号
*21H28B5M3BAP、3H126。
1.5材料技术标准
GB/T14992合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
GB/T14995高温合金热轧板
GB/T14996高温合金冷轧薄板
GJB1952A航空用高温合金冷轧板规范
GJB1954航天用GH1131高温合金冷轧薄板规范
GJB1955航天用GH1131高温合金热锻轧棒规范
GJB2612焊接用高温合金冷拉丝材规范
YB/T5245普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材
HB/Z140航空用高温合金热处理工艺

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GB/T14992,见表1-1。
表1-1

元素	C	Cr	Ni	W	Mo	Fe	Nb
质量分数/%	≤0.10	19.00〜22.00	25.00〜30.00	4.80〜6.00	2.80〜3.50	余	0.70〜1.30
元素	B	Mn	Si	P	S	N	〜
质量分数/%	0.005	≤1.20	≤0.80	≤0.020	≤0.020	0.150〜0.300	〜

1.8热处理制度

摘自HB/Z140、GB/T14995、GJB1955和YB/T5245,各品种的标准热处理制度为：
a）冷轧薄板、热轧板，固溶处理:1130°C〜1170°C/AC,其中保温时间δ≤3mm,8min〜12min；δ3mm〜5mm,12min〜16min；
b）热轧和锻制棒材,1160°C±10°C/AC,保温时间根据棒材直径而定。
1.9品种规格与供应状态
摘自GB/T14995、GB/T14996.GJB1952A、GJB1954、GJB1955和YB/T5245。
1.9.1主要规格
厚0.5mm~4.0mm冷轧薄板；厚4mm〜14mm热轧板；d10mm〜300mm棒材；d0.3mm〜10.0mm焊丝。
1.9.2供应状态
热轧板和冷轧薄板经固溶+酸洗+矫正+切边后供应；棒材不经热处理供应；焊丝于冷拉状态、或半硬状态、或热处理+酸洗后供应。
2物理、弹性和化学性能2.1熔化温度范围
2.2相变点
2.3热导率（表2-1）
表2-1®

θ/°C	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
λ/W/(m•°C)]	9.6	10.5	12.1	13.8	16.3	18.0	19.3	20.9	22.6	24.7

2.4电阻率（表2-2）

表2-2官

θ/°C		θ/°C		θ/°C		θ/°C
25	0	300	0.139	600	0.210	900	0.244
100	0.042	400	0.158	700	0.228	1000	0.263
200	0.096	500	0.187	800	0.236	1100	0.288

2.5热扩散率

2.6比热容
2.7线膨胀系数（表2-3）
表2-3〔可

θ/°C		θ/°C		θ/°C		θ/°C
20〜100	14.72	20〜600	16.20	20〜1100	18.70	500〜600	18.5
20〜200	14.13	20〜700	16.97	100〜200	16.0	600〜700	20.4
20〜300	14.89	20〜800	17.26	200〜300	16.7	700〜800	19.5
20〜400	14.77	20〜900	17.59	300〜400	17.3	800〜900	20.20
20〜500	15.74	20〜1000	18.08	400〜500	18.2	900〜1000	22.38

2.8密度

p=8.33

2.9磁性能

2.10弹性性能（表2-4）当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。

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。当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。

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	θ/°C	σb/MPa	σp0.2/MPa	δ5	ψ/%
标准号	品种	热处理	θ/°C	≥
GB/T14995 GB/T14996①	热轧板材冷轧薄板	1130°C〜1170°C/AC （交货状态）	20	735	〜	34.0	〜
			900	176	〜	40.0	〜
			1000	108	〜	43.0	〜
GJB1952	冷轧薄板	113O°C-117O°C/AC （交货状态）	20	735	〜	34.0	〜
GJB1952	冷轧薄板	113O°C-117O°C/AC （交货状态）	900	175	〜	40.0	〜
GJB1954①	冷轧薄板	1130°C〜1170°C/AC （交货状态）	20	735	〜	34.0	〜
			900	186	〜	40.0	〜
			1000	110	〜	43.0	〜
GJB1955	热锻（轧）棒材	1160°C±10°C/AC	20	735	345	32.0	40.0
			900	186	〜	40.0	45.0
			1000	110	〜	50.0	50.0
YB/T5245	热轧和锻制棒材	1160°C±10°C/AC	20	735	343	32	实测
YB/T5245	热轧和锻制棒材	1160°C±10°C/AC	1000	108	〜	50	实测
①1000°C拉伸性能指标只适用于≥2.0mm的板材。

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
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不同产品经不同热处理，不同温度的拉伸性能见表3-2当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。
3.2.6.2板材不同温度屈服极限前和屈服极限至断裂的拉伸曲线分别见图3-1和图3-2当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。
3.2.6.3板材经不同长期时效，不同温度的拉伸性能见表3-3〜表3-5当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。

表3-2

取样/mm	热处理	θ/°C	σb/MPa	δ5/%	取样/mm	热处理	θ/°C	σb/MPa	δ5/%
δ1.5冷轧板	1140°C*10min/AC	20	831	43	棒材	1120°C/AC	20	755	45
		400	704	43			800	402	36
		500	692	44			900	255	57
		600	660	46	D60*δ3穿孔管材	1160°C/WQ	20	815	41
		700	523	30			400	729	35
		800	343	34			500	713	36
		900	215	63			600	641	33
		1000	110	56			700	520	16
δ3 热轧板	1200°C* 15min/AC	20	858	39			800	368	20
		900	251	81			900	225	39
		1000	142	83			1000	116	58
		1100	69	90	Q60*J3滚压管材	1160°C/WQ	20	828	42
δ6 热轧板	117O°C* 20min/AC	20	785	38			400	693	40
		800	363	55			500	679	43
		900	216	77			600	646	37
		1000	123	99			700	527	19
扁钢	1200°C* 20min/AC	20	804	42			800	356	26
		800	392	46			900	225	56
		900	255	78			1000	118	67
		1000	137	92			1000	118	67

表3-3

时效规范	20°C拉伸		900°C拉伸		时效规范	20°C拉伸		900°C拉伸
时效规范	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%	时效规范	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%
800°C*30min/AC	832	35.4	204	60.6	900°C*10min/AC	825	34.4	195	75.0
900°C*30min/AC	822	32.2	193	78.7	900°C*20min/AC	826	34.9	199	66.3
1000°C*30min/AC	825	35.7	190	67.7	900°C*30min/AC	822	32.3	193	78.8
1000°C*30min/AC	825	35.7	190	67.7	900°C*60min/AC	821	31.6	200	58.6
注：31.5mm冷轧板，经1140oC±10oC*10min/AC+不同时效制度。

表3・4

时效规范	θ/°C	σb/MPa	δ5/%	时效规范	θ/°C	σb/MPa	δ5/%
400°C*200h/AC	20	831	38.3	800C*200h/AC	20	968	15.3
400°C*200h/AC	400	704	36.5		400	790	〜
500°C*200h/AC	20	841	38.9		500	781	14.0
500°C*200h/AC	500	697	39.2		600	692	25.3
700°C*200h/AC	20	865	27.3		700	502	44.1
700°C*200h/AC	700	493	42.3		800	329	58.6
900°C*200H/AC	20	846	21.8		900	200	80.7
900°C*200H/AC	900	188	77.3		950	155	73.3
950°C*200h/AC	20	833	31.2		1000	107	〜
950°C*200h/AC	950	125	73.3		1000	107	〜
注：δ1.5mm冷轧板，经1140°C±10oC*10min/AC+不同时效制度。

时效规范	20°C拉伸		700°C拉伸		900°C拉伸
时效规范	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%
〜	833	39	642	33	235	66
700°C*100h/AC	843	31	490	45	216	80
900°C*100h/AC	892	18	500	50	206	90
注：51.5mm冷轧板，经1160r*12min/AC+不同时效规范。

3.3持久和蠕变性能

3.3.1持久性能
3.3.1.1板材不同温度的持久极限见表3-6,秒计持久极限见表3-7；持久应力-寿命曲线见图3-3和图3-4。当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。
3.3.1.2板材不同温度的持久性能见表3-8

取样/mm	热处理	θ/°C	σth/MPa
取样/mm	热处理	θ/°C	σ10	σ100	σ1000	σ2000	σ5000
δI.5 冷轧板	1140°C±10°C *10min/AC	700	348	252	201	182	165
		800	178	132	107	98	90
		900	97	60	43	37	32

表3.6

取样/mm	热处理	θ/°C	σts/MPa
取样/mm	热处理	θ/°C	σ10	σ60	σ120	σ180	σ300	σ500	σ1000	σ3000	σ5000
δI.5冷轧板	1140°C±10°C *10min/AC	900	348	253	224	208	190	174	154	126	116
δI.5冷轧板	1140°C±10°C *10min/AC	1000	222	147	125	114	101	90	77	59	53

图3-3板材不同温度的秒计持久应力-寿命曲线㈤

表3-8
图3-4板材不同温度的持久应力-寿命曲线⑵

取样/mm	热处理制度		θ/°C	σ/MPa	τ/h	δ5/%
取样/mm	固溶	时效	θ/°C	σ/MPa	τ/h	δ5/%
Δ1.5冷轧板	〜	〜	900	51	148	〜
	1140°C±10°C *10min/AC	800°C*30min/AC	1000	78	1107	〜
		900°C*30min/AC			941	〜
		1000°C*30min/AC			1087	〜
		900°C*10min/AC	1000	78	878	〜
		900°C*20min/AC			1075	〜
		900°C30min/AC			941	〜
		900°C*60min/AC			910	〜
		700°C*200h/AC	700	245	124	〜
		800°C*200h/AC	800	132	91	〜
		900°C*200h/AC	900	51	122	〜
		950°C*200h/AC	950	294	115	〜
	1150°C*10min/AC	〜	900	51	296	29
		700°C*100h/AC			424	30
		900°C*100h/AC			241	42

3.3.2蠕变性能

3.3.2.1板材不同温度100h的蠕变极限见表3-9。
3.3.2.2板材和棒材800笆、不同应力100h的蠕变性能见表3-10。
3.3.2.3板材800°C和900°C的秒计蠕变极限见表3-11。
3.3.2.4板材800°C和900°C不同应力的蠕变曲线见图3-5和图3-6
表3-9

取样	t/h	£p/%	在以下温度，σ/MPa
取样	t/h	£p/%	650°C	700°C	800°C	900°C	1000°C
冷轧板 1100°C/ AC	100	0.2	〜	〜	44	25	〜
		0.2	〜	〜	39	〜	〜
		1	186	127	69	39	22
		5	250	〜	〜	〜	24

表3-10

取样/ mm	热处理	σ/MPa	800°C,100h的蠕变性能
取样/ mm	热处理	σ/MPa	£t/%	£p/%	£c/%
冷轧板	1140°C±10°C *10min/AC	54	0.212	0.179	0.033
		118	2.781	2.685	0.096
		127	3.247	3.145	0.102
D48棒材	1160°C*1.5h/AC	25	0.0805	0.0704	〜
	1160°C1.5h/AC +700°C200h/AC	34	0.1188	0.0990	〜
	1160°C1.5h/AC +700°C200h/AC	47	0.1725	0.1442	〜

表3-11

取样	t/s	£p/%	在以下温度σ/MPa
取样	t/s	£p/%	800°C	900°C
冷轧板供应状态σb804MPa	10	0.5	299	167
	60		245	127
	120		226	113
	180		216	103
	300		201	93
	10	1	329	177
	60		289	142
	120		245	127
	180		235	118
	300		216	108

图3-5板材的800笆不同应力的蠕变曲线3当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。

图3-6板材的900T不同应力的蠕变曲线⑴当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。
3.4疲劳性能
3.4.1高周疲劳
3.4.1.1板材和棒材不同温度的弯曲疲劳极限见表3-12
3.4.1.2板材不同温度的弯曲震动疲劳SN曲线见图3-7
表3-12[4'5'6]

取样/ mm	热处理	在以下温度、N,=107周σ-1/MPa
		800°C	900°C	1000°C
冷轧板	1100°C/AC	206	147	78
d48棒	1160°C*I.5h/AC	800°C、186MPa, Nf>107周
	1160°CI.5h/AC+700°C200h/AC

图3-7板材不同温度弯曲震动疲劳；N曲线&1.5mm冷轧板，经1100°C/AC处理
3.4.3.1板材不同循环温度的冷热疲劳性能见表3-13。

3.4.3.2板材不同循环温度的裂纹扩展试验见表3-14。
表3-13

取样/mm	涂层	在以下循环温度、至出现0.5mm裂纹，N/周
取样/mm	涂层	800°⇋20°C	850°C⇋20°C	900°C⇋20oC	950°C⇋20°C	1000°C⇋20°C
1.5冷轧板供应状态	无	70〜90	50〜60	50〜55	40〜45	30
1.5冷轧板供应状态	涂法琅	100	70	50	40〜45	40
①至出现0.3mm〜0.35mm裂纹。
注：缺口半径r=0.lmmo

表3-14

取样/ mm	热处理	θ/°C	N=60周裂纹长度/mm	取样/ mm	热处理	θ/°C	N=60周裂纹长度/mm
1.5 冷轧板	lUOt*10min/AC	700⇋20	0.47	1.5 冷轧板	固溶+400°C*200h/AC	900⇋20	0.62
		700⇋20	0.47		固溶4-500°C*200H/AC		0.84
		800⇋20	0.58		固溶+700°C*200h/AC		0.77
		800⇋20	0.58		固溶+80()°C*200h/AC		0.95
		900⇋20	0.60		固溶+900°C*200h/AC		0.99

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）
表4-1

加工类型	加热温度	开锻（轧）/终锻（轧）温度	变形量
钢锭开坯	1120°C±20°C	开锻＞98O°C；终锻≥930°C	〜次加热的变形程度为40%,压下量＜20mm
板坯轧制	1150°C±20<C	开轧>1050°C；终轧≥900°C	最后〜道压下率不小于10%
热轧薄板	粗轧1160°C±10°C 精轧1060°C±10°C	开轧＞1000°C；终轧≥800°C	热轧的火次及道次不限
冷轧薄板	〜	〜	压下率为20%〜30%,平整量为1%〜3%

4.2工艺性能（表4-2）

取样/mm	热处理	反复弯曲Nb/次数	杯突深度/mm	深拉系数
1.5冷轧板	1150°C/AC	12	10.9	1.96
①阳模直径：45.5mm；阴模直径:50.0mm.

4.3焊接性能

4.3.1合金可釆用点焊、缝焊和筑弧焊等方法进行连接。无填料自动氣弧焊工艺见表4-3,缝焊工艺见表4-4。
表4-3

弧压/V	电流/A	钨极直径/mm	氩气流量/(L/min)	焊速/(m/min)
8〜10	100〜125	2	10	0.33〜0.42

表4-4

初级电压/V	功率级数	脉冲/s	休止/s	加热/格	滚盘宽/mm		滚盘压力/N	焊速/(m/min)
					上	下
380	2	0.24	0.18	7.5〜8.5	6	6	5885〜7355	0.42

4.3.2不同温度的拉伸性能见表4-5、持久性能见表4-6

表4-5

焊接方法	焊接材料	在以下温度
焊接方法	焊接材料	20°C	700°C	800°C	900°C	1000°C
自动氩弧焊	GH1131+GH1131	841	519	356	205	107
	GH1131+FGH3044	751	526	343	216	109
	GH1131+GH3039	749	〜	307	〜	〜
	GH1131+GH1140	682	〜	257	〜	〜
	GH1131+GH3030	760	366	〜	〜	〜
缝焊	GH1131+GH1131	817	523	348	207	113
	GH1131+GH3044	853	494	348	206	98
	GH1131+GH3039	870	〜	321	〜	〜
	GH1131+GH1140	724	〜	265	〜	〜
	GH1131+GH3030	849	〜	〜	〜	〜

表4-6

焊接方法	焊接材料	θ/°C	σ/MPa	在以下状态，接头i/h
				焊后未处理	焊后经1200°C*10min/AC处理
无填料自动氩弧焊	GH1131+FGH1131	900	51	172	300
	GH1131+GH3044			53	159
缝焊	GH1131+GH1131			67	130
	GH1131+GH3044			30	197

4.4零件热处理工艺

板材零件的最终热处理温度为H50°C±10°C或1080°C〜1120°C，中间热处理温度为1000°C±10°C。
热处理后在惰性气体或空气中冷却。
4.5表面处理工艺
成品薄板表面处理工艺见表4-7.
表4-7

类别	溶液成分	溶液温度/°c	浸洗时间/min
碱洗	75%〜80%NaOH+20%〜25%NaNO	450〜560	热轧板10〜20；冷轧板1〜8
酸洗	15%~22%H2SO4+l%~3%NaCI+H2O	75〜95	10〜25
白化	8%〜12%HzSO+8%〜12%NaNO3+H2O	50〜80	≤4
表面氧化皮	在hf-hno3-h,so(水溶液中酸洗或用吹砂法清除

4.6切削加工与磨削性能

无特殊要求。
4.7涂层性能
热震试验见表4-8。
表4-8

合金	涂层	喷涂厚度	热震次数	涂层情况
GH4044	W-2	40〜60	6	涂层表面无变化、无掉瓷
GH1131		51〜55		涂层表面黑暗，点状掉瓷
GH4044	B-1000	40〜60		涂层表面无变化、无掉瓷
GH1131
①涂层焙烧制度：1180°C±20°C1min/WQ. ②涂层焙烧制度：1050°C±10°C1min/WQ.

5组织结构

5.1相变温度
5.2时间-温度-组织转变曲线
时效温度对合金析出相含量的影响见图5-1；时效时间对合金析出相含量的影响见图5-2.当然，如果您对图表有兴趣可以联系上海墨1钜特殊钢客服人员索取。
图5-2时效时间对合金析出相含量的影响⑹
电弧炉+电渣，冷轧板
参考文献
[1]抚顺钢厂，钢铁研究总院，等.GH131合金技术报告.1965.
[2]抚顺钢厂，钢铁研究总院，等-GH131铁基高温合金.1974.
[3]抚顺钢厂，钢铁研究总院，等.非真空感应炉冶炼加电渣重熔的GH131合金技术报告.1982.
[4]中国金属学会特殊钢分会高温合金学术委员会编.高温合金手册[M].1982=99-111.
[5]北京航空材料研究院.航空材料应用手册：耐热钢及合金[M].1996:137-149.
[6]傅宏镇,GH1131[M]