• 一、GH2132 概述

  
  

    GH2132是Fe-25Ni-15Cr基高溫合金，加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強(qiáng)化。在650℃以下具有高的屈服強(qiáng)度和持久、蠕變強(qiáng)度，并且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。適合制造在650℃以下長(zhǎng)期工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫承力部件，如渦輪盤、壓力機(jī)盤、轉(zhuǎn)子葉片和緊固件等。該合金可以生產(chǎn)各種形狀的變形產(chǎn)品，如盤件、鍛件、板、棒、絲和環(huán)形件等。

    優(yōu)質(zhì)GH2132合金，是在GH2132合金基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，只要是提高合金純潔度，限制氣體含量，控制低熔點(diǎn)元素含量，并調(diào)整熱處理制度，從而使合金的熱強(qiáng)性和長(zhǎng)期使用性能提高。

1.1 GH2132 材料牌號(hào)  GH2132(GH132)

1.2 GH2132 相近牌號(hào)  A286,UNSS66286(美國(guó)),ZbNCT25(法 國(guó)),P.Q.A286(美國(guó))

1.3 GH2132 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

    GJB 2611-1996 《航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范》

    GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》

    GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環(huán)坯規(guī)范》

    GJB 3065-1998 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范》

    GJB 3167-1998 《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》

    GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板規(guī)范》

    GJB 3782-1999 《航空用高溫合金鍛制圓餅規(guī)范》

    GB/T 14996-1994 《高溫合金冷軋薄板》

    Q/3B4071-1993 《YZGH2132合金熱軋棒材》

    Q/6S1032-1992 《高溫緊固件用YZGH2132合金棒材》

1.4 GH2132 化學(xué)成分  GH2132合金化學(xué)成分見(jiàn)表1-1，優(yōu)質(zhì)GH2132合金化學(xué)成分見(jiàn)表1-2。                                                             

表1-1%

   注：1 冷拉棒、圓餅和環(huán)坯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ω(Ti)1.80%～2.35%。

    2 熱軋和冷軋板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ω(B)0.003%～0.010%，ω(Mn)≤2.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。

    3 冷拉焊絲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ω(Al)≤0.35%，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。

    4 冷鐓用絲材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.025%，ω(S)≤0.020%。

    5 熱軋和鍛制棒材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ω(Cu)≤0.25%。

表1-2%

    注：微量元素Se、Te、Tl在確定分析方法前，報(bào)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，不作為驗(yàn)收依據(jù)。

1.5 GH2132 熱處理制度 材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的GH2132熱處   理制度見(jiàn)表1-3；優(yōu)質(zhì)GH2132熱處理制度為900℃±10℃，1～2h,油冷＋750℃±10℃，16h，空冷。

表1-3

    注:冷拉棒和冷拉絲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，性能檢驗(yàn)不合格時(shí)，可以不大于760℃時(shí)效16h，合格后交貨。

1.6 GH2132 品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)各種規(guī)格的棒材、板材、絲材、盤件和環(huán)件。棒材、圓餅和環(huán)坯不經(jīng)熱處理交貨；熱軋板和冷軋板固溶和酸洗后交貨；冷拉棒材于固溶＋酸洗狀態(tài)交貨；冷鐓絲可于固溶＋酸洗盤狀、或固溶＋酸洗直條狀、或固溶直條狀磨光和冷拉等幾種狀態(tài)交貨；冷拉焊絲于冷拉狀態(tài)、或固溶＋酸洗、或半硬狀態(tài)交貨。

1.7 GH2132熔煉和鑄造工藝 GH2132合金可采用非真空感應(yīng)＋電渣，電弧爐＋電渣和電弧爐＋真空電弧以及真空感應(yīng)＋真空電弧等工藝熔煉。優(yōu)質(zhì)GH2132合金可采用真空感應(yīng)＋真空電弧工藝熔煉。

1.8 GH2132 應(yīng)用概況與特殊要求 在航空上主要用于在650℃以下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤、渦輪盤、承力環(huán)、機(jī)匣、軸類、緊固件和板材焊接承力件等。在國(guó)內(nèi)該合金已在航空上獲得較為廣泛的應(yīng)用。優(yōu)質(zhì)GH2132合金用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片及高溫緊固件等。

二、GH2132 物理及化學(xué)性能

2.1 GH2132 熱性能

2.1.1 GH2132 熔化溫度范圍  1364-1424℃[1]。

2.1.2 GH2132 熱導(dǎo)率  見(jiàn)表2-1。

表2-1[1]

2.1.3 GH2132線膨脹系數(shù) GH2132線膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-2；優(yōu)質(zhì)GH2132線膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-3

表2-2[1]

表2-3[2]

2.2 GH2132密度  GH2132:ρ=7.93g/cm3[1]；優(yōu)質(zhì)GH2132:ρ=7.99g/cm3[2]。

2.3 GH2132電性能  電阻率見(jiàn)表2-4

2.4 GH2132磁性能  

2.5 GH2132化學(xué)性能

2.5.1 GH2132抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100～300h后的氧化速率見(jiàn)表 2-5。

表2-4[1]

表2-5[1]

三、GH2132力學(xué)性能

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能  GH2132合金見(jiàn)表3-1；優(yōu)質(zhì)GH2132合金見(jiàn)表3-2

表3-1

① 冷拉棒和冷鐓用絲材，固溶狀態(tài)硬度不大于HBS202(HV194)。

② 板材的高溫拉伸和持久試驗(yàn)只作一個(gè)溫度，如合同中未注明時(shí)按650℃進(jìn)行試驗(yàn)。

③ 如需方要求，可按括號(hào)內(nèi)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。

四、GH2132組織結(jié)構(gòu)

4.1 相變溫度

4.2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 GH2132合金中η-Ni3Ti相的析出動(dòng)力學(xué)曲線見(jiàn)圖4-1。

4.3 合金組織結(jié)構(gòu) GH2132合金在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)下，在γ基體上有球狀均勻彌散分布的Ni3（Ti，Al）型γ′相以及TiN,TiC，晶界有微量M3B2，晶界附近可能有少量η相和L相。合金硅、硫含量較高時(shí)，會(huì)有G相、Y相在晶界析出。長(zhǎng)期時(shí)效或使用后是否有σ相析出，與合金成分有關(guān)。近年來(lái)采用相分析

計(jì)算方法提出了如下簡(jiǎn)化公式：

ΔNv′=Ni－3Ti－3.5Al－1.7Si－0.9Cr－4.7[1] 

注：元素符號(hào)表示該元素在合金中的重量百分比。當(dāng)ΔNV′>0

時(shí)，無(wú)σ相析出。

γ′相的溶解溫度為830～850℃，開(kāi)始析出溫度在650℃左右，700～730℃析出最多。標(biāo)準(zhǔn)熱處理后γ′相數(shù)量約為合金重量的2%～3%，直徑約10～20nm，其化學(xué)組成近似(Ni0.93Fe0.04Cr0.03)2.73(Ti0.83Al0.17)。550～650℃長(zhǎng)期時(shí)效后，γ′相數(shù)量稍微增加，尺寸略微長(zhǎng)大。當(dāng)合金中ω(Al)>0.4%時(shí)，就有可能出現(xiàn)胞狀γ′相。

TiC,TiN的數(shù)量約占合金重量的0.25%，基本上不參與合金熱處理過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變。TiC在1180℃以上才開(kāi)始溶解，TiN則更不易溶解。

η相形成的溫度區(qū)間約在700～900℃之間，析出溫度與合金Ti含量相關(guān)。

M3B2相在1040～1080℃固溶時(shí)已大量溶解，至1180～1210℃可完全溶解，M3B2在650℃時(shí)效已有析出。

L相在950～990℃之間股溶蝕溶解，析出峰在850℃左右。G相在982℃以上開(kāi)始溶解，至1120℃可完全溶解，析出峰在850℃左右。σ相析出溫度在650～900℃之間，析出峰在750～850℃左右。G、σ和η相的出現(xiàn)對(duì)合金性能起損害作用。

五、GH2132工藝性能與要求

5.1 成型性能

5.1.1 GH2132合金的工藝塑性圖見(jiàn)圖5-1，再結(jié)晶圖見(jiàn)圖5-2。

5.1.2 合金鍛造開(kāi)坯加熱溫度1080～1140℃，終鍛溫度高于900℃。水壓機(jī)開(kāi)坯時(shí)加熱溫度1110℃，停壓溫度高于950℃；模鍛開(kāi)壓溫度為1100℃，停壓溫度高于930℃。環(huán)件軋制加熱溫度1130～1150℃，終軋溫度高于900℃。棒材及型材軋制溫度1080～1140℃，終軋溫度高于900℃。

5.2 焊接性能 合金具有滿意的焊接性能，可用氬弧焊、點(diǎn)焊、縫焊緊進(jìn)行焊接。合金于固溶狀態(tài)進(jìn)行焊接，焊后進(jìn)行時(shí)效處理。

5.2.1 手工和自動(dòng)鎢極對(duì)接氬弧焊規(guī)范見(jiàn)表5-1。推薦采用HGH113焊絲和較小的焊接能量輸入。

5.2.2 自動(dòng)鎢極脈沖氬弧焊對(duì)焊規(guī)范見(jiàn)表5-2。

5.2.3 縫焊規(guī)范見(jiàn)表5-3。

5.2.4 焊后進(jìn)行時(shí)效處理的氬弧焊對(duì)接接頭的強(qiáng)度系數(shù)大于90%。

表5-1[8]

表5-2[8]

表5-3[8]

5.3 零件熱處理工藝 固溶溫度980～1000℃，根據(jù)零件截面厚度溫度保溫不同時(shí)間后進(jìn)行空冷、油冷或水冷后，再在700～720℃時(shí)效12～16h后空冷。優(yōu)質(zhì)GH2132合金制零件的熱處理工藝為：固溶900℃±10℃，1～2h，油冷＋時(shí)效750℃±10℃，16h，空冷。

5.4 表面處理工藝 在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯涂層涂層進(jìn)行有效的保護(hù)。