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高温合金GH/NS

GH2018
GH5188高温合金
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    GH5188高温合金

    1合金介绍
    1.1概述
    GH5188是Co-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金,使用温度小于1100°C.合金中加入ω(W)14%的钨进行固溶强化,使合金具有良好的综合性能;加入较高含量的铬和微量镧,使合金具有良好的高温抗氧 化性能。合金具有较好的冷热加工塑性和焊接等工艺性能,适于制作980°C以下要求高强度和1100°C以 下要求抗氧化的航空发动机零件。主要产品有冷轧薄板、热轧中板、棒材、锻件和丝材等。
    1. 2 应用概况与特性
    合金已用于制作航空发动机燃烧室火焰筒、导向叶片等高温部件,批产和使用情况良好。相近合金在国外还广泛应用于燃气涡轮及导弹的高温部件,如燃烧室、尾喷管及核能工业中的热交换器等零部件。
    在合金板材加工零件的制造工艺中,任何工序(如热处理、焊接等)均应防止渗碳及铜污染,以免损害合金的力学性能和耐蚀性能。合金板材的耐腐蚀能力优于GH3536合金。
    1.3 材料牌号
    GH5188(GH188)
    1.4 相近牌号
    Haynes Alloy No. 188( H A188)、UNSR 30188(美),KCN22W (法)。
    1.5 材料技术标准
    GB/T 14992高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
    GJB 3317A航空用高温合金热轧板规范
    HB/Z 140航空用高温合金热处理工艺
    Q/5B 4002GH188合金冷轧带材
    Q/5B 4003GH188合金冷轧板材
    Q/5B 4014GH188合金锻件
    Q/5B 4022GH188合金棒材
    Q/5B 4057 GH188高温合金冷拉焊丝
    1. 6 熔炼工艺
    采用真空感应炉士电渣重熔、或真空感应炉+真空电弧重熔熔炼工艺。
    1.7 化学成分
    摘自 GB/T 14992,杂质元素分析有区别的摘自 GJB 3317A、Q/5B 4002, Q/5B 4003、Q/5B 4014、
    Q/5B 4022 和Q/5B 4057,见表 1-1。
    表1-1

    元素

    C

    Cr

    Ni

    Co

    W

    Fe

    B

    La

    质量分数/%

    0. 05—0. 15

    20. 00〜24.00

    20. 00〜24. 00

    13. 00〜16. 00

    ≤3. 00

    ≤0. 015

    0.030 〜0. 120

    元素

    Mn

    Si

    P

    s

    Cu

    Ag

    Bi

    Pb

    质量分数/%

    ≤I. 25

    0. 20 — 0. 50

    ≤0. 020

    ≤0.015

    ≤0. 070

    ≤0.0010

    ≤0.0001

    ≤0. 0010

    ① GJB 3317A.Q/5B 4002,Q/5B 4003、Q/5B 4014、Q/5B 4022 和 Q/5B 4057 规定检验的杂质元素。

    热处理制度

    摘自HB/Z 140,各品种的标准热处理制度为:
    a) 锻制棒材、环形件,1180°C±10°C,选择以确保产品力学性能合格的速率冷却,HB<293;
    b) 冷轧板、带材,1165°C~1230°C,快速空冷,保温时间根据产品截面厚度确定;
    c) 热轧板材,1170°C~1190°C,空冷,HVM282。
    品种规格与供应状态
    摘自 GJB 3317A.Q/5B 4002,Q/5B 4003,Q/5B 4014、Q/5B 4022 和 Q/5B 4057。
    1. 9. 1主要规格
    厚4mm— 14mm热轧中厚板;厚0. 5mm〜4mm冷轧薄板;厚0. 05mm〜0. 8mm冷轧带材;D20mm〜 300mm棒材;d0. 3mm〜10. 0mm焊丝;各种尺寸规格的环形件。
    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;带材经固溶+酸洗+切边后成卷供应;棒材一般不经热处理供应;锻件经固溶处理后供应;焊丝以冷拉+热处理+酸洗后供应、或半硬态供应。

    2物理、弹性和化学性能
    2. 1 熔化温度范围

    1300°C 〜1360°C。
    2. 2 相变点
    2.3 热导率(表2-1)

    θ/°C

    200

    300

    400

    500

    600

    λ/[W/(m • °C)]

    12. 23

    15. 32

    18. 30

    20. 81

    22. 90

    θ/°C

    700

    800

    900

    1000

    λ/[W/(m • °C)]

    25.04

    26. 50

    27.88

    29.06

    2. 4 电阻率(表2-2)

    θ/°C

    20

    100

    200

    300

    400

    500


    1. 051

    1. 056

    1. 100

    1. 133

    1. 143

    1. 171

    θ/°C

    600

    700

    800

    900

    1000


    1. 192

    1. 199

    1. 204

    1.213

    1. 226

    2.5 热扩散率(表2-3)

    θ/°C

    200

    300

    400

    500

    600

    Q/(10_6m2/s)

    3. 15

    3. 70

    4. 15

    4. 45

    4. 70

    θ/°C

    700

    800

    900

    1000

    Q/(10_6m2/s)

    4. 95

    5. 10

    5.20

    5. 30

    2. 6 比热容(表2-4)

    θ/°C

    100

    200

    300

    400

    500

    c/[J/(kg • °C)]

    208

    425

    454

    484

    513

    θ/°C

    600

    700

    800

    900

    1000

    c/[J/(kg - X?)]

    534

    554

    571

    588

    600

    2.7 线膨胀系数(表2-5)

    θ/°C

    100h的氧化速率

    900

    0.021 〜0.034

    1000

    0.081 〜0.098

    1100

    0. 125 〜0. 128


    θ/°C

    20 〜100

    20 〜200

    20 〜300

    20 〜400

    20 〜500


    11. 8

    12.4

    12. 9

    13.4

    13. 7

    θ/°C

    20 〜600

    20 〜700

    20 〜800

    20 〜900

    20〜1000


    14. 4

    14. 8

    15. 2

    15. 7

    16. 2

     

    θ/°C

    20

    100

    200

    300

    400

    500

    Ed/GPa

    237

    234

    227

    221

    213

    206

    o/°c

    600

    700

    800

    900

    1000

    1050

    Ed/GPa

    193

    185

    179

    170

    161

    158

    2.8 密度
    p=9. 09
    2.9 磁性能
    合金无磁性。
    2.10 弹性性能(表2-6)
    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,不同温度试验 100h的氧化速率见表2-7。
    2. 11. 1.2合金在炉中高温静止空气中或在旋 转式燃烧装置中进行循环氧化试验,1040°C〜 1150°C的重量损失以及与其他合金对比见图2-1。
    2. 11.2 耐腐蚀性能
    合金在燃烧装置中经燃气腐蚀,在900°C-1026O°C以下循环试验200h的动态热腐蚀试验 结果见图2-20合金在含有Na2SOt和NaCl等 污染环境中,耐腐蚀能力优于GH3536合金。

    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/mm

    热处理

    拉伸性能

    持久性能

    室温硬度
    HV

    其他性能

    θ/°C

    σp0.2/MPa

    σb

    δ5/%

    θ/°C

    σp0.2/MPa

    σb

    δ5/%

    GJB 3317A

    热轧中厚板①

    标准 热处理

    20

    380

    860

    45

    815

    165

    23

    10

    ≤282

    晶粒度≥4级

    927

    76

    23

    15

    Q/5B 4003

    薄板

    标准 热处理

    20

    380

    860

    45

    927

    76

    23

    15

    弯曲;抗氧化; 晶粒度

    650

    250

    620

    50

    Q/5B 4002


    ≤0. 51

    20

    380

    860

    40

    927

    62

    23

    8

    弯曲180°;
    抗氧化; 晶粒度24级

    650

    250

    620

    40

    ≥0. 51

    20

    380

    860

    45

    927

    76

    23

    5

    650

    250

    620

    50

    Q/5B 40222

    棒材

    标准 热处理

    20

    380

    860

    45

    927

    90

    23

    15

    HB≤302

    抗氧化

    Q/5B 4014

    环形锻件②

    20

    380

    860

    45

    927

    83

    23

    15

    HB≤293

    抗氧化

    持久试验任选—个温度进行。
    持久持续时间达到23h后试样未断时,允许每隔8〜10h递增应力14MPa,直至试样断裂,但其延伸率仍应为曷215/%。

    3.1.2生产检验数据、基值和设计许用值
    短时力学性能
    1 硬度
    3. 2. 1. 1 冷轧板经不同冷轧变形量+不同固溶处 理,室温硬度见表3-2。
    3. 2.1.2冷轧板经不同冷轧量,室温硬度见图3-1。
    冲击性能
    1热轧中厚板纵向和横向取样,不同温度的 冲击功见表3-3。
    3.2.2.2热轧中厚板纵向和横向取样,在真空中经 不同规范长期时效,室温冲击功见表3-4o
    3.2.3压缩性能
    3. 1冷轧板不同温度的压缩屈服强度见图3-2o
    3. 2. 3. 2冷轧板纵向和横向取样,不同温度典型的 压缩应力-应变曲线分别见图3-3和图3-4o
    3.2.4扭转性能
    环形件不同温度的扭转性能见表3-5。
    3.2.5剪切性能
    3.2.6拉伸性能
    3.2.6. 1不同轧制产品,典型室温拉伸性能见表 3-6;不同产品,不同温度的拉伸性能见表3-7。
    3. 2. 6. 2冷轧板经不同冷变形量,不同温度的拉 伸性能见表3-8;室温屈服强度见图3-1 o
    3. 2. 6. 3冷轧板经不同冷变形量和固溶处理,室 温拉伸性能见表3-9;纵向和横向取样,不同温度 的拉伸应力-应变曲线分别见图3-5和图3-6;经不 同长期时效,室温拉伸性能见表3-10。
    3. 2. 6. 4 环形件不同温度的缺口拉伸强度见表 3-11;不同温度的平均拉伸应力-应变参数见表 3-12,平均拉伸应力-应变曲线见图3-7。
    表3-3

    取样/mm

    θ/°C


    纵向

    横向

    厚19
    热轧中厚板
    1175°C/WQ

    — 185

    159

    156

    — 170

    163

    — 140

    152

    — 100

    182

    172

    20

    197

    190

    315

    137

    540

    146

    171

    700

    171

    118

    815

    141

    表 3-4

    取样/mm

    真空时效规范

    室温

    θ/°C

    t/h

    纵向

    横向

    厚19
    热轧中厚板
    1175 °C/WQ

    760

    100

    53

    870

    100

    17

    980

    100

    42

    925

    500

    31

    35

    925

    1000

    23

    23

    表 3-5

    取样

    θ/°C



    环形件 弦向 标准热处理

    800

    478. 3

    174. 7

    900

    287. 7

    151. 7

    1000

    168.0

    80.0

    注:表中数据为3个试样数据的平均值。

    表 3-2

    取样

    经以下冷轧变形量+固溶处理后,室温HRA

    固溶规范

    10%

    20%

    30%

    40%

    50%

    θ/°C

    T/min min

    冷轧板 冷轧前 HRB 62

    冷轧态

    67

    71

    73

    75

    76

    815

    30

    69

    74

    75

    75

    72

    870

    67

    72

    71

    70

    69

    925

    67

    71

    69

    68

    69

    980

    68

    67

    68

    67

    69

    1040

    65

    63

    65

    65

    67

    1090

    61

    61

    64

    65

    62

    1150

    15

    6()

    62

    64

    63

    62

    30

    59

    59

    55

    58

    55

    60

    58

    58

    56

    54

    51

    1200

    15

    60

    58

    55

    54

    54

    图3-2冷轧板不同温度的压缩屈服强度

    厚2.0 mm冷轧板,经标准热处理

    3.2.5剪切性能

    取样/ mm

    θ/°C

    σb/MPa

    σp0.2

    δ5/%

    ψ/%

    取样/mm

    θ/°C

    σb/MPa

    σp0.2

    δ5/%

    ψ/%

    厚1.2 冷轧板 供应状态

    20

    979

    450

    61

    厚6.4 热轧板 供应状态

    540

    814

    317

    59

    500

    832

    301

    60

    760

    634

    283

    58

    600

    814

    296

    47

    870

    407

    262

    69

    700

    761

    289

    47

    1090

    124

    76

    79

    800

    460

    273

    85

    环形件e 弦向 标准热处理

    20

    985

    445

    57

    62

    900

    282

    240

    96

    600

    815

    270

    59

    52

    950

    207

    73

    700

    775

    260

    77

    64

    1000

    163

    131

    69

    800

    500

    265

    96

    81

    1100

    82

    57

    41

    900

    315

    250

    101

    91

    厚6.4 热轧板 供应状态

    20

    965

    448

    52

    1000

    174

    140

    105

    95

    315

    848

    310

    61

    1100

    98

    68

    110

    83

    ①表中数据为5〜7个试样数据的平均值。

    表 3-8

    板材冷轧量/%

    θ/°C

    σb/MPa

    σp0.2

    δ5/%

    板材冷轧量/%

    θ/°C

    σb/MPa

    σp0.2

    δ5/%

    10

    20

    1089

    896

    43

    30

    425

    1213

    1069

    6

    315

    917

    676

    40

    540

    1200

    1041

    7

    425

    876

    593

    52

    40

    20

    1620

    1489

    6

    540

    869

    593

    60

    315

    1372

    1207

    4

    20

    20

    1310

    1282

    12

    425

    1358

    1269

    4

    315

    1048

    883

    25

    540

    1393

    1296

    4

    425

    1027

    848

    35

    50

    20

    1696

    1517

    4

    540

    1014

    903

    10

    315

    1482

    1331

    2

    30

    20

    1462

    1448

    9

    425

    1517

    1372

    2

    315

    1234

    1007

    6

    540

    1586

    1469

    2

    表3-9

    板材 冷轧量/
    %

    热处理

    室温拉伸

    板材 冷轧量/
    %

    热处理

    室温拉伸

    σp0.2 / MPa

    σb/MPa

    δ5/%

    σp0.2 / MPa

    σb/MPa

    δ5/%

    0

    1040°C *15/min/AC

    422

    982

    53. 2

    11 〜12

    1040°C* 15/min/AC

    439

    1008

    54. 5

    1120°C *10/min/AC

    452

    1015

    57. 1

    1120°C *I0/min/AC

    437

    987

    57.0

    1175°C *5/min/AC

    423

    974

    61. 2

    1175°C *5/min/AC

    417

    935

    60. 6

    6〜7

    1040°C * 15/min/AC

    590

    1071

    47. 7

    37

    1040°C * 15/min/AC

    627

    1135

    44.8

    1120°C *I0/min/AC

    429

    998

    57.2

    1120°C *IO/min/AC

    525

    1065

    50. 3

    1175°C *5/min/AC

    391

    911

    61. 5

    1175°C *5/min/AC

    401

    943

    61. 9

    表 3-10 

    取样

    时效规范

    室温拉伸

    取样

    时效规范

    室温拉伸

    θ/°C

    t/h

    σb/MPaa

    σp0.2

    δ5/%

    θ/°C

    t/h

    σb/MPaa

    σp0.2

    δ5/%

    冷轧板 标准
    热处理

    1007

    456

    64. 2

    冷轧板 标准
    热处理

    900

    100

    995

    406

    50. 0

    厚15

    3

    983

    453

    52. 2

    500

    1005

    407

    38.5

    50

    980

    432

    57. 5

    1000

    980

    397

    22.0

    100

    987

    427

    48.2

    1000

    3

    987

    407

    55.0

    500

    960

    410

    39. 0

    50

    1000

    405

    55. 5

    1000

    953

    393

    37. 7

    100

    977

    381

    58. 9

    900

    3

    995

    430

    54. 6

    500

    983

    395

    56. 7

    50

    970

    407

    57. 5

    1000

    957

    373

    57. 2

     

    取样

    θ/°C

    MPa

    环形件 弦向 标准热处理

    20

    1220

    600

    865

    700

    830

    800

    785

    900

    520

    1000

    275

    ① K=3。

    注:表中数据为2〜5个试样数据的平均值。

     

    取样

    θ/°C

    E/GPa

    K/MPa


    环形件 弦向 标准热处理

    20

    213.0

    812

    0.09665

    600

    155.5

    321

    0.02898

    700

    135.0

    325

    0.03900

    800

    141.0

    354

    0.04582

    900

    127.0

    354

    0.05730

    1000

    86.0

    264

    0.09737

    1100

    57. 5

    150

    0. 12425

    平均拉伸应力-应变曲线方程


     

    取样/mm

    θ/°C

    s,h/MPa

    10

    100

    1000

    10000

    厚0.75〜1. 75 板材
    1175°C/WQ

    700

    448

    326

    240

    760

    308

    223

    163

    107

    815

    214

    154

    110

    870

    150

    105

    70

    44

    925

    105

    67

    41

    980

    68

    41

    25

    14

    1040

    43

    26

    15

    1090

    27

    15

    8. 3

    注:根据热强参数综合曲线确定。

     

    板材冷轧量/%

    热处理

    815°C持久

    980°C持久





    0

    1040°C*15/min/AC

    62. 5

    41.0

    25. 7

    36.0

    1120°C *10/min/AC

    71.5

    46. 9

    54. 0

    30.8

    1175°C *5/min/AC

    96. 5

    43.0

    112. 5

    28. 3

    6〜7

    1040°C *15/min/AC

    98.5

    61.0

    23. 3

    1120°C*10/min/AC

    61.0

    51. 7

    81.2

    1175°C*5/min/AC

    83.7

    117.0

    11 〜12

    1040°C *15/min/AC

    52. 5

    59. 5

    23. 0

    1120r * 10/min/AC

    80. 0

    44. 9

    68. 0

    35. 3 .

    1175°C*5/min/AC

    78. 5

    41.5

    101. 1

    37

    1040°C *15/min/AC

    40.0

    19. 5

    91.5

    1120°C * 10/min/AC

    77.5

    57. 6

    36. 2

    50. 3

    1175°C*5/min/AC

    74.5

    144. 5

    28. 3

    3.3 持久和蠕变性能

    3.3.1持久性能
    3.3. 1. 1板材不同温度和时间的持久极限见 表3-13;不同温度的持久应力-寿命曲线见图3-8,持 久热强参数综合曲线见图3-9。
    3.3. 1.2板材经不同冷轧变形量和不同固溶处理, 815°C和980°C的持久性能见表3-14;经815°C长期 时效,815°C、165MPa的持久性能见表3-15。
    3.3. 1.3 环形件不同温度的持久极限(中值)见表
    3-16;持久应力-寿命曲线(中值)见图3-10。
    3.3. 1.4 环形件不同温度的持久极限(> = 95%, P=99. 87%)见表3-16;持久应力-寿命曲线见图3-11。
    3. 3. 1.5环形件持久热强参数综合曲线(中值)见 图3-12;持久热强参数综合曲线见图3-13。
    表 3-15

    取样

    时效规范

    815°CMPa 持久





    冷轧板 标准
    热处理

    66

    61.0

    815

    3

    89.5

    62. 1

    50

    99. 5

    79.0

    100

    124. 5

    61.6

    500

    94.2

    82.8

    1000

    63. 2

    66.2

    表 3-16 

    取样

    θ/°C

    MPa(中值)

    MPa

    σ30

    σ100

    σ300

    σ1000

    σ30

    σ100

    σ300

    σ1000

    环形件 弦向 标准热处理

    800

    231

    203

    179

    154

    178

    156

    137

    118

    900

    127

    105

    87

    70

    97

    80

    67

    54

    1000

    57

    44

    34

    25

    44

    34

    26

    19

    图3-20 环形件不同温度0.5%塑性应变的蠕变应力-寿命曲线3.3.2蠕变性能

    3.3.2. 1冷轧板不同温度和时间内产生不同塑性 应变的蠕变极限见表3-17。

    取样



    在以下时间s/MPa

    lh

    10h

    100h

    l000h

    冷轧板 标准
    热处理

    760

    0.2

    207

    138

    93

    0. 5

    241

    169

    117

    86

    1.0

    262

    186

    131

    93

    870

    0. 2

    97

    66

    43

    0. 5

    121

    83

    59

    40

    1.0

    131

    93

    68

    48

    980

    0. 2

    52

    31

    17

    0. 5

    69

    46

    26

    14

    1.0

    79

    50

    30

    17

    1093

    0. 2

    26

    12

    0. 5

    33

    19

    7

    1.0

    38

    22

    8

    3.3. 2.2 板材经30%冷轧变形+ 540°C*4h时效, 不同温度和应力的蠕变曲线见图3-140
    3. 3. 2. 3环形件不同温度的蠕变极限(中值) 见表3-18。

    取样



    在以下温度,(r/MPa(中值)

    800°C

    900°C

    1000°C

    环形件 弦向 标准热处理

    30

    0. 1

    75

    36

    18

    0. 2

    92

    45

    22

    0. 5

    115

    58

    29

    100

    0. 1

    58

    27

    14

    0.2

    72

    34

    17

    0.5

    91

    44

    22

    300

    0. 1

    46

    22

    12

    0. 2

    57

    27

    14

    0. 5

    72

    35

    18

    1000

    0. 1

    36

    17

    10

    0. 2

    44

    21

    11

    0. 5

    57

    27

    14

    3. 3. 2. 4 环形件 800°C、900°C、1000°C 不同应力的 蠕变曲线分别见图3-15〜图3-17。
    3.3. 2. 5 环形件的蠕变热强参数综合方程常数值 见表3-19。
    3.3. 2.6 环形件在不同温度,产生0.1%、0.2%、0. 5%塑性应变的蠕变应力-寿命曲线分别见 图3-18〜图3-20。
    3. 3. 2. 7 环形件蠕变热强参数综合曲线见图3-21。

    3.4 疲劳性能
    3.4. 1高周疲劳
    3.4. 1. 1环形件不同温度的轴向光滑和缺口疲劳性能(中值)见表3-20 0
    3.4. 1.2环形件700°C不同应力比的轴向缺口(K,=3)疲劳S-N曲线(中值)见图3-22,等寿命曲线(中 值)见图3-23o
    3.4. 1.3 环形件760°C不同应力比的轴向光滑疲劳S-N曲线(中值)见图3-24 o
    3.4. 1.4环形件800°C不同应力比的轴向光滑和缺口( K.=3)疲劳S-N曲线(中值)分别见图3-25和
    图3-26,800°C轴向光滑和缺口 (K, = 3)疲劳等寿命曲线(中值)分别见图3-27和图3-28。
    3.4. 1.5环形件900°C不同应力比的轴向光滑疲劳S-N曲线(中值)见图3-29;900°C不同应力比轴向缺 口 (K,=3)疲劳S-N曲线(中值)见图3-30,轴向缺口 (K,=3)疲劳等寿命曲线(中值)见图3-31。
    3. 4. 1. 6冷轧板横向取样,不同温度轴向光滑疲劳S-N曲线见图3-32,轴向缺口疲劳S-N曲线见图3-33。
    表 3-20

    取样

    θ/°C

    K,

    R

    在以下N"周,轴向疲劳(中值)MPa









    环形件 弦向 标准热处理

    760

    1

    0.5

    622

    608

    575

    561

    531

    518

    490

    478

    0. 1

    574

    558

    525

    513

    489

    480

    461

    455

    -1

    400

    386

    361

    353

    340

    335

    328

    325

    700

    3

    0. 5

    777

    711

    609

    581

    537

    525

    506

    501

    0. 1

    607

    571

    509

    490

    456

    446

    428

    422

    -1

    330

    308

    261

    244

    207

    193

    164

    153

    800

    1

    0. 5

    609

    576

    509

    485

    437

    419

    0. 1

    481

    455

    402

    383

    345

    331

    —1

    428

    402

    350

    330

    292

    278

    251

    240

    3

    0. 5

    539

    487

    414

    395

    367

    360

    0. 1

    491

    459

    396

    373

    326

    309

    275

    262

    —1

    310

    275

    207

    183

    138

    122

    92

    81

    900

    1

    0. 1

    445

    402

    318

    288

    227

    206

    -1

    323

    286

    217

    192

    145

    129

    3

    0. 5

    573

    515

    407

    370

    301

    277

    233

    218

    0.1

    433

    390

    314

    289

    246

    233

    208

    201

    —1

    283

    252

    196

    177

    143

    132

    111

    105

    注:试样尺寸辺=5. Omm;试验频率:(10〜150) Hz;试验环境:空气。

    图3-24环形件760°C不同应力比的轴向光滑疲劳S-N曲线(中值)
    图3-25环形件800°C不同应力比的轴向光滑疲劳S-N曲线(中值)

    图3-26环形件800V:不同应力比的轴向缺口( K,=3)疲劳S-N曲线
    图3-30环形件900°C不同应力比的轴向缺口 (K,=3)

    图3-32冷轧板不同温度轴向光滑疲劳S-N曲线⑺厚2. 0mm板材,横向取样,经标准热处理
    图3-33冷轧板不同温度轴向缺口疲劳S-N曲线⑺厚2. 0mm板材,横向取样,经标准热处理

    3.4.2低周疲劳
    3.4.2. 1环形件700°C、800°C和900°C的低周疲劳性能分别见表3-21〜表3-23。
    3.4.2. 2 环形件700°C、800°C和900°C的低周疲劳e-N曲线分别见图3-34〜图3-36。 3. 4. 2. 3 环形件不同温度的循环应力-应变曲线见图3-37o
    表 3-21

    取样

    热处理


    稳态迟滞回线特征值

    反向数





    环形件
    弦向

    标准 热处理

    700

    1. 200

    0.491

    0. 709

    663

    112

    1. 000

    0. 455

    0. 545

    614

    430

    1.001

    0. 426

    0.575

    575

    510

    0. 802

    0.448

    0. 354

    604

    602

    0. 598

    0. 422

    0. 176

    570

    1812

    0. 600

    0.416

    0. 184

    561

    1880

    0. 502

    0. 362

    0. 140

    489

    3356

    0.403

    0. 333

    0. 070

    449

    6358

    0. 299

    0. 299

    423

    21210

    应变疲劳参量







    1054

    -0.091

    17. 14

    —0. 602

    1281

    0. 139

    应变-寿命曲线方程

    E=135GPa
    2 E

    循环应力-应变曲线方程


    试验条件

    d6mm试样;轴向应变;R = —1;三角波;/=(0.01~0.33)Hz;失效判据:断裂

    表 3-22 

    取样

    热处理


    稳态迟滞回线特征值

    反向数





    环形件 弦向

    标准 热处理

    800

    1. 199

    0. 381

    0. 818

    538

    206

    1.000

    0. 348

    0. 652

    490

    456

    0. 800

    0. 268

    0. 532

    378

    698

    0. 700

    0. 276

    0. 424

    389

    762

    0. 600

    0. 308

    0. 292

    434

    970

    0. 502

    0. 314

    0. 188

    443

    856

    0.401

    0. 272

    0. 129

    384

    2662

    0.301

    0.254

    0. 047

    357

    8836

    0. 250

    0. 242

    0.008

    341

    15446

    0. 210

    0. 210

    316

    81622

    应变疲劳参量







    730

    -0.078

    72. 19

    -0. 803

    759

    0. 100

    应变-寿命曲线方程

    E=141GPa

    循环应力-应变曲线方程


    试验条件

    d6mm试样;轴向应变= 三角波;/=(0. 005〜0. 5)Hz;失效判据:断裂

     

    取样

    热处理


    稳态迟滞回线特征值

    反向数





    环形件 弦向

    标准 热处理

    900

    1.436

    0. 293

    1. 143

    372

    238

    1.036

    0.298

    0. 738

    379

    272

    0. 822

    0. 272

    0.550

    345

    678

    0. 513

    0. 246

    0. 267

    313

    1112

    0. 523

    0.236

    0.287

    300

    1006

    0. 315

    0. 224

    0.091

    284

    3148

    0. 220

    0. 213

    0. 007

    271

    3436

    0. 208

    0.205

    0. 003

    261

    3314

    0. 157

    0. 157

    235

    115194

    应变疲劳参量







    555

    -0. 081

    156.0

    -0. 910

    659

    0. 124

    应变-寿命曲线方程

    E=127GPa

    循环应力-应变曲线方程

    A

    试验条件

    Q6mm试样;轴向应变因=— 1;三角波;/=(0. 1〜0.2)Hz;失效判据:断裂

    表 3-23
    图 3-34
    图3-35环形件800°C的低周疲劳oN曲线环形件,弦向取样,经标准热处理
    图3-36环形件900°C的低周疲劳lN曲线环形件.弦向取样,经标准热处理
    图3-37环形件不同温度的循环应力-应变曲线环形件.弦向取样•经标准热处理

    3.4.3特种疲劳
    3. 4. 3. 1冷轧板不同循环温度,至产生0. 5mm长裂纹的冷热疲劳性能见表3-24o
    3.4. 3.2冷轧板经不同固溶温度处理,950°Cu20°C循环70周时的冷热疲劳性能见表3-250
    3. 4. 3. 3冷轧板950°Cd20°C、1000°C=20°C循环温度的冷热疲劳裂纹增长曲线见图3-38。
    表3-24⑴
    4工艺性能与要求 4. 1 成形工艺与性能
    4. 1.1锻造加热温度为1180°C,终锻温度不低于980°C。铸造组织破碎后,可以采用大变形量,以减少再 加热次数和细化晶粒。
    4.1.2板材在固溶处理后塑性良好,可以采用任何冷成形工艺,但其最小变形量应大于12%,以避免退 火后产生粗大晶粒。
    4.2 工艺性能
    4. 2. 1 81. 2mm板材供应状态在芯轴半径为5mm、拔杆高度H=25mm时的反复弯曲次数为40次〜42次。
    4.2.2高温扭转塑性图见图4-1;高温拉伸图见图4-2。
    4. 2. 3 厚1. 2mm板材供应状态的杯突试验挤压深度为10. 6mm~ 12. 0mm。
    合金在加热后形成的表面氧化膜与基体结合较牢,采用清洗不锈钢氧化皮的方法不易洗掉,而应釆用 复合碱酸洗工艺清除氧化皮。
    4. 6 切削加工与磨削性能
    无特殊要求。
    参考文献
    [1]抚顺钢厂,钢铁研究总院-GH188合金组织和全面性能技术报告.1990.
    [2] 北京航空材料研究院.固溶温度和冷却速度对GH188合金组织和性能的影响报告.1990.
    [3] 北京航空材料研究院.GH188和KCN22W合金对比报告.1990.
    [4] 抚顺钢厂.GH188合金板材固溶处理制度报告.1990.
    [5] 抚顺钢厂,钢铁研究总院.钻基GH188合金技术报告.1990.
    [6] 北京航空材料研究院.GH188合金板材应用技术报告.1985.
    [7] 黄福祥,杜丽卿.GH5188[M]〃《中国航空材料手册》编辑委员会.中国航空材料手册:第2卷.2版.北 京:中国标准出版社,2002 = 510-520.
    [8] 手册编委会.航空发动机设计用材料数据手册[M]