GH2747高温合金
1合金介绍
1.1概述
GH2747是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,在固溶状态下使用.长期工作温度1100°C〜 1250°C,短时使用温度可达1300°C。合金具有较高的强度、较好的组织稳定性,具有优良的抗氧化和耐腐蚀性能。合金的焊接性能良好,可采用各种工艺进行焊接。主要产品有棒材、板材、管材、丝材和锻件等。
1.2应用概况及特性
合金已用于制作航空、航天发动机燃烧室及加力燃烧室内高温抗氧化等部件,也用于制作工业用各种炉辗、传动装置、热电偶套管等耐热部件。尤其适用于石化、核能、冶金等领域用高温抗氧化装置零部件。
合金的材料成本较同类型高温合金低。合金在增加铭元素含量的基础上,通过提高铝元素的含量以及添加微量稀土元素,至使合金在1000°C~1300°C的抗氧化性能得到极大改善。
1.3 材料牌号
GH2747(GH747)。
1.4 相近牌号
311747(俄)。
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
Q/GYB511GH2747合金热轧和锻制棒材
Q/GYB512GH2747合金冷拔(轧)无缝管
1.6熔炼工艺
采用真空感应炉、或真空感应炉+电渣重熔、或非真空感应炉+电渣重熔熔炼工艺。
1.7化学成分
摘自GB/T14992,见表1-10
表1-1
元素 | C | Cr | Ni | Al | Fe |
质量分数/% | ≤o.10 | 15.00〜17.00 | 44.00〜46.00 | 2.90〜3.90 | 余 |
元素 | Ce | Mn | Si | S | P |
质量分数/% | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0.020 | ≤0.025 |
1.8热处理制度
摘自Q/GYB511和Q/GYB512,合金在固溶状态下使用。热轧、锻制棒材和冷拔(轧)无缝管的标准热处理制度为:1000°C〜1200°C/AC,保温时间根据材料厚度而定。
1.9品种规格与供应状态
摘自Q/GYB511和Q/GYB512。
1.9.1主要规格
D5mm〜200mm热轧和锻制棒材,D1mm〜100mm无缝管材。
1.9.2供应状态
热轧和锻制棒材以轧态或锻态供应;无缝管材以冷拔状态、或经固溶+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)
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
λ/[W/(m• °C)] | 10.5 | 12.2 | 13.8 | 15.4 | 17.5 |
θ/°C | 600 | 700 | 800 | 900 | 一 |
λ/[W/(m• °C)] | 19.2 | 20.9 | 22.6 | 24.3 | — |
2.4 电阻率
2.5 热扩散率
2.6比热容
2.7 线膨胀系数(表2-2)
θ/°C | 25〜100 | 25〜200 | 25〜300 | 25〜400 |
| 13.66 | 14.29 | 14.81 | 15.15 |
θ/°C | 25〜500 | 25〜600 | 25〜700 | 25〜800 |
| 15.32 | 15.17 | 15.80 | 17.07 |
2.8 密度
p=7.78g。
2.9 磁性能
2.10弹性性能(表2-3)
θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 |
E/GPa | 218 | 198 | 190 | 188 | 183 |
θ/°C | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
E/GPa | 177 | 159 | 146 | 128 | 122 |
2.11化学性能
2.11.1抗氧化性能
合金在空气介质中,不同温度试验不同时间的氧化速率见表2-4。
θ/°C | 在以下试验时间,氧化速率/[g/(m2 -h)] |
100h | 500h | 1000h | 2000h |
1200 | 25 | 一 | 46 | 60 |
1250 | 28 | 42 | 61 | 75 |
1300 | 33 | 65 | — | 174 |
1350 | 45 | 130 | — | —— |
2. 11.2耐腐蚀性能
合金在含有1.5%SO2的流动空气中,不同温度的年腐蚀速率见表2-5。
θ/°C | 腐蚀速率/(mm/年) |
1200 | 0.08 |
1250 | 0.1 |
1300 | 0.24 |
1350 | — |
注:含1.5%流动空气。 |
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)
标准号 | 品种 | 热处理 | θ/°C | 拉伸性能 |
σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
Q/GYB511 | 热轧和锻制棒材 | 标准热处理 | 20 | ≥550 | ≥200 | ≥15 | ≥20 |
1000 | ≥40 | ≥20 | ≥30 | ≥30 |
Q/GYB512 | 冷拔(轧)无缝管 | 20 | ≥600 | — | ≥30 | — |
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热轧棒材不同温度的典型拉伸性能见表3-2。
取样/mm | θ/°C | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
d20 热轧棒标准 热处理 | 20 | 600 | 300 | 50 | 55 |
800 | 150 | 100 | 33 | 30 |
900 | 70 | 60 | 35 | 35 |
1000 | 50 | 30 | 40 | 40 |
1100 | 30 | 20 | 70 | 55 |
1200 | 20 | — | 90 | 73 |
3.2.6.2热轧棒材经不同热处理,20°C和900°C的拉伸性能见表3-3。
3.2.6.3热轧棒材经1000°C长期时效,不同时效时间20°C和1000°C的拉伸性能见表3-4
表3-3
取样 | 固溶规范 | 20°C拉伸 | 900°C拉伸 |
σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
d20 热轧棒 | 1100°C*lh/AC | 710 | 290 | 51 | 67 | 117 | 84 | 86 | 82 |
1130°C*lh/AC | 65S | 25() | 52 | 69 | 120 | 82 | 108 | 86 |
1150C*lh/AC | 670 | 265 | 55 | 66 | 119 | 81 | 97 | 77 |
1180°C*lh/AC | 650 | 240 | 63 | 66 | 121 | 90 | 90 | 82 |
1200°C*lh/AC | 645 | 240 | 63 | 66 | 126 | 88 | 74 | 71 |
表3-4
取样 | 时效规范 | 20°C拉伸 | 1000°C拉伸 |
θ/°C | t/h | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
D20 热轧棒标准热处理 | 1000 | 100 | 810 | 330 | 33 | 57 | 64 | 48 | 74 | 98 |
790 | 300 | 39 | 55 | 59 | 38 | 101 | 99 |
300 | 820 | 330 | 39 | 63 | 58 | 38 | 86 | 98 |
805 | 325 | 36 | 58 | 61 | 39 | 79 | 97 |
500 | 800 | 310 | 34 | 58 | 98 | 50 | 76 | 97 |
815 | 330 | 40 | 62 | 64 | 50 | 84 | 97 |
3.3持久和蠕变性能
3.3.1持久性能
热轧棒材不同温度,100和1000h的持久极限见表3-5。
取样 | θ/°C | σth/MPa |
σ100 | σ1000 |
d20 | 1000 | 20 |
|
热轧棒 | 1100 | 9 | 5 |
标准 | 1150 | 6 | 4 |
热处理 | 1200 | 5 | 2.5 |
3.3.2蠕变性能
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
3.5 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
合金钢锭装炉温度不高于1000°C,锻造加热温度1000°C~1200°C,热轧开轧温度不低于1000°C,终轧温度应不低于900°C;无缝管冷轧单道次最大形变量≤800%,中间退火处理温度≥1000°C,空冷。
4.2工艺性能
4.3焊接性能
合金采用所有焊接方法均能很好地进行焊接。氩弧焊、点焊、滚焊和电子束焊焊接效果优良,与异种材料焊接时,可采用母材金属丝作填充材料,也可釆用同类型合金作填充材料。
4.4零件热处理工艺
同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
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
合金组织主要由γ基体γ′相和碳化物等组成。合金经1000°C〜1200°C固溶处理后,基体中的碳化物和γ′相基本溶解.在冷却过程中重新析出细小的,γ′相和碳化物等。经1000°C*500h长期时效后,γ′相大量析出,m23c6和m6c型碳化物在晶界与晶内均有析出。γ′相呈质点形态弥散分布,碳化物则为尺寸较大的规则颗粒。
合金经不同热处理后的组织和析出相形貌见图5-1〜图5-3。如果有想要继续了解材料,可以直接与墨8钜客服人员联系。
参考文献
略