高溫合金GH/NS
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描述：GH5605是Co-Cr-Ni基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度在1000°C以下。合金中加入ω（Cr）20%和ω（W）15%進行固溶強化。合金在815°C以下具有中等的持久和蠕變強度，在1090°C以下具有優良的抗氧化性能，同時具有較好的加工和焊接等工藝性能。主要產品有熱軋和冷軋板、冷軋帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。
規格：板，棒，帶，線，管，可定制
GH5605高溫合金
1合金介紹（圖文太多，就沒有一一展示，如果有需要，多多收藏本網站添加客服微信索取哦）
1.1概述
GH5605是Co-Cr-Ni基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度在1000°C以下。合金中加入ω（Cr）20%和ω（W）15%進行固溶強化。合金在815°C以下具有中等的持久和蠕變強度，在1090°C以下具有優良的抗氧化性能，同時具有較好的加工和焊接等工藝性能。主要產品有熱軋和冷軋板、冷軋帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。
1.2應用概況及特性
合金已用于制造航空發動機導向葉片、渦輪外環、外壁、渦流器和封嚴片等高溫零部件。
合金適合在噴氣發動機、燃氣渦輪及海洋氣氛的環境中工作，在間斷式條件下工作時抗氧化和碳化的最低溫度為870°C，在空氣條件下連續工作時可耐1090°C的高溫。該合金對硅元素含量很敏感，硅可促使合金在760°C?925°C之間暴露時形成Co2W型LaveS相，從而使合金的室溫塑性下降，因此合金中應控制ω（Si）<0.4%。
1.3材料牌號
GH5605(GH605)。
1.4相近牌號
L605、HS25.WF-11、AIS1670、UNSR30605（美）,KC20WN（法）。
1.5材料技術標準
GB/T14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
HB/Z140航空用高溫合金熱處理工藝
遼新6-0041GH6O5合金熱軋板材、冷軋薄板和帶材
QJ/DT01.63025 GH605合金冷軋帶材（硬態）新產品技術條件
QJ/DT01.63073 GH6O5合金冷拉棒材技術條件
QJ/DT01.63079 航空發動機用GH605合金熱軋棒材技術條件
1.6熔煉工藝
采用電弧爐+電渣重熔、或非真空感應爐+電渣重熔、或真空感應爐十電渣重熔熔煉工藝。
1.7化學成分
摘自GB/T14992,見表1-1.
表1-1
元素 | C | Cr | Ni | Co | w |
質量分數/% | 0.05—0.15 | 19.00?21.00 | 9.00?11.00 | 余 | 14.00?16.00 |
元素 | Fe | Mn | Si | P | S |
質量分數/% | ≤3.00 | 1.00?2.00 | ≤0.40 | ≤0.040 | ≤0.030 |
1.8熱處理制度
摘自HB/Z140、遼新6-0041,QJ/DT01.63025,QJ/DT01.63073,QJ/DT01.63079和參考文獻[1],各品種的標準熱處理制度為：
a）熱軋棒，1200°C?1230°C/快冷,HB≤282；
b）冷拉棒,1177°C~1232°C/空冷或快速冷卻；
c）熱軋板、冷軋薄板、帶材、絲材，1175°C?1230°C,以不低于空冷速率冷卻；其中：δ（d）≤3mm,保溫8min?10min,δ（d）3mm?5mm,保溫15min?20min；HB≤290HV；
d）鍛制棒材、環形件,1175°C~1230°C/快速空冷或水冷；HB≤248；
e）焊接件去應力退火,1165°C~1185°C/以不低于空冷速率冷卻；其中：δ（a）≤3mm,保溫8min?l0min；3（d）3mm~~5mm,保溫15min?20min.
1.9品種規格與供應狀態
摘自遼新6-004KQJ/DT01.63025.QJ/DT01.63073,QJ/DT01.63079和參考文獻［1］。
1.9.1主要規格（如果有需要，添加客服微信1-3472787990索取哦）
d8mm?300mm棒材；δ≤14mm熱軋板材；δ≤4.0mm冷軋板材；δ≤0.05mm?0.80mm冷軋帶材;δ≤0.20mm?0.80mm冷軋帶材;d0.2mm?10.0mm焊絲；各種直徑及壁厚的環形件。
1.9.2供應狀態
熱軋棒材以固溶處理狀態，經車光或磨光后供應；鍛制棒材以鍛態且經車光后供應；冷拉棒以冷拉或冷拉+固溶狀態供應；熱軋板材、冷軋薄板和帶材經固溶+酸堿洗+切邊十平整或矯直后供應；軟態帶材經固溶+酸堿洗+切邊后成卷供應，采用光亮固溶處理后可不經堿酸洗；硬態帶材經冷軋+退火+拋光+切邊后供應，經光亮退火處理后可不拋光；焊絲以硬態、或半硬態、或經固溶處理+酸洗、或經光亮固溶處理成盤（軸），也可直條供應；環形件經固溶+粗加工或除氧化皮后供應。
2物理、彈性和化學性能
2.1熔化溫度范圍1330°C?1410°C⑵。
2.2相變點
2.3熱導率（圖2-1）
2.4電阻率
合金不同溫度的電阻率見表2-1；經25%冷加工量的不同低溫的電阻率見圖2-2.
圖2-1熱導率⑴
2.5熱擴散率
2.6比熱容20°C?100°C,c=377J/（kg-°C）⑵。
2. 7線膨脹系數（表2-2）
2.8密度p=9.13g/cm3
2.9磁性能:合金無磁性。
θ/°C | 25 | 400 | 800 | 1000 |
2.30 | 2.62 | 2.87 | 2.91 |
圖2-2電阻率⑴
表2-1
θ/°C | 20?200 | 20?400 | 20?500 |
12.9 | 13.8 | 14.2 | |
θ/°C | 20?600 | 20?700 | 20?800 |
14.6 | 15.1 | 15.7 | |
θ/°C | 20?900 | 20?1000 | 20?1100 |
16.3 | 17.0 | 17.8 |
表2-2
2.10彈性性能（表2-3）
2.11化學性能
2.11.1抗氧化性能
2.11.1.1合金在靜止空氣中，不同溫度和時間的氧化增重見圖2-3,氧化深度見表2-40
表2-3
θ/°C | 25 | 200 | 425 | 540 | 650 | 870 | 980 |
E/GPa | 231 | 217 | 199 | 196 | 181 | 162 | 148 |
G/GPa | 89 | 83 | 76 | — | 68 | 61 | — |
μ | 0.286 | 0.296 | 0.305 | 一 | 0.315 | 0.325 | — |
2.11.1.2合金經1090°C熱循環，氧化增重見圖2-4。
2.11.1.3幾種合金經不同溫度熱循環，氧化失重對比見圖2-5。
2.11.1.4退火板材不同溫度熱循環,100h的動態氧化試驗結果見圖2-6。
2.11.1.5板材在980°C,1103Pa的空氣中靜態長期暴露，氧化試驗結果見圖2-7o
2.11.2耐腐蝕性能
2.11.2.1合金在燃燒裝置中，不同溫度和時間的動態熱腐蝕試驗結果見圖2-8.
2.11.2.2幾種合金板材900°C,200h動態熱腐蝕試驗結果對比見圖2-9。
表2-4
θ/°C | t/h? | 單邊氧化深度/mm | |||
氧化皮 | 沿晶氧化 | 貧化層 | 總深度② | ||
850 | 500 | 0.005 | 0.008 | 0.008 | 0.013 |
950 | 500 | 0.010 | 0.020 | 0.038 | 0.048 |
1000 | 500 | 0.025 | 0.025 | 0.056 | 0.081 |
1000 | 0.018 | 0.091 | 0.091 | 0.109 | |
5000 | 0.051 | 0.102 | 0.102 | 0.153 | |
10000 | 0.051 | 0.102 | 0.102 | 0.203 | |
1150 | 500 | 0.041 | 0.038 | 0.076 | 0.117 |
3000 | — | — | 一 | 4.445 | |
500h和3000h用d6.35mm?12.7mm試樣，其余用δ1.5mm?2.0mm的試片。 | |||||
圖2-4合金不同試驗條件經1090°C熱循環后的氧化增重E爐中:在109CTC*3min/23min空冷，循環2000周（高溫時間為100h）;燃燒裝置中:在旋轉燃燒裝置中循環加熱：轉速1000r/min,在1090°C、0.3馬赫數的燃燒產物中3min,以0.7馬赫數的冷空氣吹3min；D12.7mm棒材取樣，加工成楔形試樣。
圖2-5幾種合金經不同溫度熱循環后的氧化失重對比=爐中：在指定溫度*lh/>40minAC,總循環次數為100周,燃燒裝置中：在旋轉燃燒裝置中循環加熱:轉l000r/min,
在0.3馬赫的燃燒產物中lh,然后以0.7馬赫冷空氣吹3min,交替試驗100周.
圖2-6退火板材不同溫度熱循環100h的動態氧化試驗結果
圖2-8合金在燃燒裝置中不同溫度和時間的動態熱腐蝕試驗結果
3力學性能
3.1供貨技術標準
圖2-9幾種合金板材900°C、200h動態熱腐蝕試驗結果對比⑴
合金損失=表面上轉化成氧化皮的金屬；
受損傷的金屬=金屬損失+最大氧化深度；
數據為5-6或57海鹽試驗的平均值
3.1.1技術標準規定的性能（表3-1）
表3-1
標準號 | 品種 | 狀態 | 室溫拉伸性能 | 室溫硬度 | 815°C持久性能 | 晶粒度/級 | ||||
σb/MPa | σp0.2/MPa | δ5/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | |||||
≥ | ≥ | |||||||||
遼新6-0041 | 熱軋板、冷軋板、帶材 | 固溶處理（供應狀態） | 890 | 370—550 | 35 | ≤290 | 165 | 24 | 10 | 2.5(1) |
QI/DT01.63025 | 冷軋帶材（硬態） | 退火處理（供應狀態） | 1300 | 1100 | 6 | 380? | — | — | — | 9 |
QJ/DT01.63073 | 冷拉棒 | 固溶處理+冷拔 | 862 | 310 | 20 | HRC≥34 | 一 | — | — | 一 |
QJ/DT01.63079 | 熱軋棒 | 固溶處理（供應狀態） | 860 | 340 | 35 | HB≤282 | 165 | 24 | 10 | 3(2) |
參考文獻[7] | 鍛件、環形件 | 固溶處理 | 860 | 310 | 30 | HB≤248 | 165 | 24 | 10 | — |
3. 1.2生產檢驗數據、基值和設計許用值
3.2短時力學性能
2.1硬度絲材經不同冷軋變形量，室溫硬度見圖3-1.
冷軋板經不同固溶處理，室溫硬度見圖3-2.
冷軋板經不同加工和熱處理，不同溫度的硬度見圖3-3。
冷軋板經不同加工和熱處理，室溫拉伸強度和室溫硬度的關系見圖3-4。
冷軋板經不同冷軋變形量和不同時效處理，室溫硬度分別見圖3-5和圖3-6.
圖3-2冷軋板經不同固溶處理，室溫硬度⑵
3.2.2沖擊性能（如果有需要，添加客服微信1-3472787990索取哦）
3.2.2.1棒材不同低溫的沖擊功見表3-2。
3.2.2.2熱軋中厚板不同溫度的沖擊功見圖3-7。
3.2.2.3熱軋中厚板經不同長期時效，室溫沖擊功見圖3-8,300°C沖擊功見圖3-9。
圖3-4冷軋板經不同加工和熱處理,室溫拉伸強度和室溫硬度的關系
表3-2⑴
取樣/mm | 熱處理 | θ/°C | Akv/J |
D16棒 | 1205°C*lh/WQ | 20 | 230 |
-20 | 198 | ||
-75 | 188 | ||
-130 | 171 | ||
—185 | 165 |
圖3-5冷軋板經不同冷軋變形量和時效處理，室溫硬度
圖3-6冷軋板經不同冷軋變形量和時效處理，室溫硬度
圖3-7熱軋中厚板不同低溫的沖擊功
3.2.3壓縮性能
圖3-8熱軋中厚板經不同長期時效，室溫沖擊功
圖3-9熱軋中板經不同長期時效,300°C沖擊功
圖3-11冷軋板不同溫度和應變速率下的壓縮應力-應變曲線
3.2.4扭轉性能
3.2.5剪切性能
板材不同溫度的抗剪強度見圖3-12；熱軋中厚板和鍛件不同溫度的剪切強度見圖3-23。
圖3-12板材不同溫度的剪切強度
3.2.6承載性能
熱軋中厚板不同溫度的承載強度和承載屈服強度見圖3-14。
3.2.7拉伸性能
3.2.7.1不同產品,不同溫度典型拉伸性能見表3-3。
3.2.7.2板材和帶材經不同工藝，典型室溫拉伸性能見表3-4。
3.2.7.3棒材不同低溫拉伸性能見表3-5；經不同工藝的室溫光滑和缺口拉伸強度見表3-6。
3.2.7.4絲材經不同冷軋變形量，室溫拉伸性能曲線見圖3-15。
3.2.7.5冷軋板不同溫度和應變速率的拉伸應力-應變曲線分別見圖3-16和圖3-17。
3.2.7.6冷軋板經不同冷軋變形量和785°C長期時效,785°C拉伸性能見表3-7。
3.2.7.7冷軋板經不同冷軋變形量和870°C時效，不同時效時間的室溫拉伸性能曲線見圖3-18。
3.2.7.8板材經真空815°C*11000h長期時效，不同溫度的拉伸性能曲線見圖3-19。
表3-3（如果有需要，添加客服微信1-3472787990索取哦）
取樣 | θ/°C | σp0.05 | σp0.1 | σp0.2 | σp/MPa | δ5/% | 取樣 | θ/°C | σp0.2 | σp/MPa | δ5/% |
MPa | MPa | ||||||||||
板材 | 20 | 340 | 409 | 463 | 1004 | 64 | 棒材 | 300 | — | 860 | — |
300 | 227 | 263 | 286 | 819 | 77 | 400 | — | 817 | 一 | ||
500 | 219 | 239 | 258 | 726 | 69 | 500 | 一 | 772 | 72 | ||
600 | 216 | 232 | 217 | 618 | 50 | 600 | — | 703 | 50 | ||
7()0 | 213 | 227 | 242 | 425 | 14 | 650 | 331 | 676 | 28 | ||
800 | — | 一 | 232 | 309 | 14 | 700 | 一 | 579 | 33 | ||
900 | 一 | 一 | 一 | 209 | 16 | 760 | 255?338 | 365?504 | 14?20 | ||
1000 | — | 一 | — | 139 | 20 | 815 | 241 | 345 | 17 | ||
1100 | 一 | — | — | 85 | 23 | 870 | 234?242 | 255?276 | 18?25 | ||
1200 | 一 | — | — | 51 | 22 | 980 | 186 | 165?211 | 18?35 | ||
棒材 | 20 | 一 | 一 | 445~ | 995? | 50? | 1000 | — | 176 | 21 | |
100 | 一 | 一 | — | 967 | — | 1090 | 一 | 90 | 23 | ||
200 | — | — | — | 904 | 一 | — | — | — | 一 | ||
表3-4
取樣 | 冷軋壓下量/ | 室溫拉伸 | |||||
σp/MPa | σp0.2/MPa | δ5/% | |||||
冷軋狀態 | 冷軋+時效① | 冷軋狀態 | 冷軋+時效① | 冷軋狀態 | 冷軋+時效e | ||
板材 | 0 | 931 | 1000 | 427 | 469 | 55 | 65 |
10 | 1069 | 1207 | 724 | 896 | 35 | 45 | |
25 | 1241 | 1482 | 965 | 1241 | 10 | 12 | |
①時效溫度范圍480°C~650°C。 | |||||||
表3-5
取樣/mm | 熱處理 | θ/°C | σb/MPa | σp0.2/MMPa | σp0.2/MPa | δ5/% | ψ/% |
d16棒材 | 1205°C*lh/WQ | 20 | 1051 | 345 | 472 | 66.5 | 48.0 |
-20 | 1107 | 445 | 527 | 59.5 | 44.5 | ||
-75 | 1176 | 479 | 593 | 54.5 | 41.0 | ||
-130 | 1300 | 541 | 690 | 52.0 | 41.0 | ||
-185 | 1434 | 648 | 841 | 47.5 | 47.5 |
表3-6
取樣 | 一次冷變形/ | 中間退火，WQ | 二次冷變形/ | 最終時效 | 室溫拉伸 | ||||
θ/°C | t/h | θ/°C | t/h | σbh/MPa | σb/MPa | ||||
棒材 | 25 | — | — | — | '— | 2253 | 1282 | 1.76 | |
1230 | 1 | 25 | — | — | 2031 | 1478 | 1.37 | ||
1175 | 1 | — | — | 2063 | 1541 | 1.32 | |||
1175 | 1 | 370 | 10 | 2237 | 1684 | 1.33 | |||
1175 | 1 | 650 | 1 | 1655 | 1708 | 0.97 | |||
40 | — | — | — | — | 2113 | 1782 | 1.19 | ||
1230 | 1 | 40 | — | — | 1747 | 1733 | 1.01 | ||
1175 | 1 | — | — | 1631 | 1760 | 0.93 | |||
1175 | 1 | 370 | 10 | 1844 | 1718 | 1.07 | |||
1175 | 1 | 650 | 1 | 1149 | 2046 | 0.56 | |||
板材冷軋壓 | 時效規范 | 785°C拉伸 | |||
θ/°C | t/h | σb/MPa | σp0.2/MPa | δ5/% | |
0 | — | 490 | 221 | 27.0 | |
11.0 | — | 500 | 410 | 8.0 | |
100 | 531 | 410 | 18.0 | ||
15.0 | 一 | 572 | 490 | 5.0 | |
785 | 100 | 572 | 462 | 16.5 | |
19.5 | 一 | 638 | 534 | 3.5 | |
100 | 607 | 517 | 13.0 | ||
22.0 | — | 659 | 555 | 3.0 | |
100 | 621 | 538 | 10.5 | ||
表3-7 室溫拉伸性能曲線⑴
圖3-16冷軋板不同溫度和應變速率的拉伸應力-應變曲線
圖3-17冷軋板不同溫度和應變速率的拉伸應力-應變曲線
圖3-18冷軋板經不同冷軋變形量和870°C長期時效,200h和1000h時效時間的室溫拉伸性能曲線δ1.2mm冷軋板，經1230°C固溶+冷軋+長期時效
3.3持久和蠕變性能
3.3.1持久性能（如果有需要，添加客服微信1-3472787/990索取哦）
3.3.1.1不同產品，不同溫度的持久極限見表3-8。
3.3.1.2棒材不同溫度的持久應力-壽命曲線見圖3-20。
3.3.2蠕變性能
3.3.2.1板材不同溫度、不同最小蠕變速率的蠕變應力見表3-9。
3.3.2.2熱軋中厚板650°C和760°C蠕變裂紋的增長曲線見圖3-21。
3.3.2.3棒材650°C和815°C,不同應力長時間的蠕變曲線見圖3-22,產生0.5%和1%塑性應變的蠕變應力-壽命曲線見圖3-23,最小蠕變速率曲線見圖3-24。
表3-9
取樣/mm | θ/°C | 產生以下最小蠕變速率，σ/MPa | ||
0.001%/h | 0.0001%/h | 0.00001%/h | ||
δ1.0 | 815 | 117 | 90 | 62 |
870 | 86 | 49 | 37 | |
925 | — | 30 | 21 | |
980 | — | 20 | 14 | |
圖3-21熱軋中厚板650°C和760°C蠕變裂紋增長曲線
圖3-23棒材65O°C和815°C,產生0.5%和1%塑性應變的蠕變應力-壽命曲線
圖3-24棒材650°C和815°C的最小蠕變速率曲線
3.4疲勞性能
3.4.1高周疲勞
3.4.1.1板材不同溫度的彎曲震動疲勞極限見表3-10。
3.4.1.2板材和棒材室溫軸向光滑疲勞δ-N曲線見圖3-25。
表3-10
取樣 | 熱處理 | θ/°C | |
板材 | 固溶 | 650 | 438 |
760 | 417 | ||
870 | 324 | ||
980 | 138 |
3.4.2低周疲勞
管材540°C和650°C的低周疲勞￡-N曲線見圖3-26。
3.4.3特種疲勞
3.5裂紋擴展速率
熱軋中厚板不同溫度的疲勞裂紋曲線
見圖3-27。
圖3-26管材540°C和650°C的低周疲勞e-N曲線門
圖3-27熱軋中厚板不同溫度的疲勞裂紋
3.6斷裂韌度
3.7松弛性能
棒材和螺栓不同狀態、不同溫度的扭轉應力下的松弛性能見表3-10
表3-1113
取樣/mm | 狀態 | θ/°C | 初始應力/ | 經以下時間后，殘余應力/MPa | ||||
lh | 10h | 50h | 100h | 1000h | ||||
棒材 | 熱軋 | 595 | 207 | — | 一 | — | 193 | — |
1250°C/WQ | 570 | 483 | 一 | — | — | 290 | 269 | |
650 | 310 | — | — | — | 134 | 119 | ||
730 | 172 | — | — | — | 97 | 86 | ||
d6.35*40 | 1230°C*30min/WQ+30%冷擠壓+冷成形 | 760 | 554 | 224 | 163 | 96 | — | — |
4工藝性能與要求
4.1成形工藝與性能
合金熱加工溫度范圍1200°C~980°C.鍛造溫度足夠高時可減少晶界碳化物，足夠低時可控制晶粒度，適宜的鍛造溫度約為1170°C。鍛造時應注意防止角裂。加熱爐氣氛應為中性或弱氧化性。加熱保溫時間按約24min/10mm計算.鍛造后可以任意速度冷卻。合金在固溶狀態可釆用各種工序冷成形，應使用功率較大的成形設備。由于合金冷作硬化速率較大，冷成形時需進行多次中間退火，在板材和其他產品成形時，應在230°C進行加熱。
4.2工藝性能
長期時效對板材彎曲角度的影響見圖4-1。
4.3焊接性能
合金可進行熔焊、電阻焊和釬焊。熔焊時可采用手工或自動的惰性氣體保護電弧焊，采用較小的能量輸入，以鈣極或HGH5605焊絲作電極。不推薦采用埋弧焊，以免引起大晶粒和脆化。焊接應在固溶狀態下進行，焊后應快速冷卻，隨后進行退火處理⑴。
4.4零件熱處理工藝
4.4.1推薦下列固溶處理工藝：鍛棒和鍛件：1230°C/WQ；熱軋中板：1200°C/WQ；薄板和帶材：(1175?1200)°C/WQ或快速AC。加熱保溫時間按約24min/10mm計算，但至少為15min；?釘：(1160?1190)°C* (10—20)min/WQ或快速AC。
4.4.2固溶處理的材料冷加工后可在(480?650)°C*(4~16)h時效。最好在600°C時效4h,可提高980°C以下的持久和蠕變強度。適宜的冷加工量為15%?45%。
4.5表面處理工藝
固溶處理時生成的表面氧化皮可用吹砂或堿酸洗方法清除。堿酸洗工藝：浸入370°C的氫氧化物溶液中15min；浸入60°C~70°C的8%?12%的硫酸中10min?15min；浸入50°C~70°C的12%?15%的硝酸+1%?3%氫氟酸的混合溶液中15mino每次工序后應在水中沖洗干凈。
4.6切削加工與磨削性能
合金可滿意地進行切削和磨削加工。
5組織結構 5.1相變溫度
5.2時間-溫度-組織轉變曲線
合金經1225°C*30min/WQ處理后的時間-溫度-組織轉變曲線見圖5-1。
5.3典型組織（如果有需要，添加客服微信1-3472787/990索取哦）
合金經1230°C固溶處理后，晶內存在較多攣晶，見圖5-2,再經冷軋后晶內存在的滑移帶等變形特征見圖5-3。
圖5-1合金經1225°C*30min/WQ處理后的時間-溫度-組織轉變曲線m
參考文獻
［1］黃福祥.GH5605[M]
［2］北京：中國標準出版社,2002.526-541.
［3］北京航空材料研究院.GH605合金應用技術報告.1987.
［4］編寫北京航空材料研究院付書紅黃福祥趙宇新鋼鐵研究總院袁英
［5］東北特殊鋼集團公司撫順特殊鋼股份公司李鳳艷審校趙宇新袁英
