高溫合金GH/NS
交期：30天
描述：GH3030是Ni-Cr基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度在800°C以下。合金具有較好的熱強性和高塑性、以及抗冷熱疲勞和抗氧化性能，并具有良好的冷沖壓和焊接工藝性能。合金經過固溶處理后為單相奧氏體，使用過程中組織穩定。主要用于800°C以下工作的渦輪發動機燃燒室部件.在1100°C以下要求抗氧化但承受載荷小的高溫零部件。主要產品有冷軋板、棒材、環件、絲材和管材等。
規格：板，棒，帶，線，管，可定制
GH3030高溫合金
1合金介紹
1.1概述
GH3030是Ni-Cr基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度在800°C以下。合金具有較好的熱強性和高塑性、以及抗冷熱疲勞和抗氧化性能，并具有良好的冷沖壓和焊接工藝性能。合金經過固溶處理后為單相奧氏體，使用過程中組織穩定。主要用于800°C以下工作的渦輪發動機燃燒室部件.在1100°C以下要求抗氧化但承受載荷小的高溫零部件。主要產品有冷軋板、棒材、環件、絲材和管材等。
1.2應用概況及特性
合金已用于制作航空發動機燃燒室、加力燃燒室以及機匣安裝邊等零部件。
合金焊接性能優良，可進行気弧焊、點焊、縫焊或釬焊。生產中如固溶溫度偏低，會保留殘余碳化物形成的老晶界。
1.3材料牌號
GH3030（GH30）。
1.43H435、XH78T（俄）。
1.5材料技術標準
材料技術標準
GB/T14992高溫合金和金屙間化合物高溫材料的分類和牌號
GB/T14994高溫合金冷拉棒材
GB/T14995高溫合金熱軋板
GB/T14996高溫合金冷軋板
GB/T15062-般用高溫合金暫航空用高溫合金冷軋板規范
GJB1952A航空用高溫合金冷軋板規范
GJB2297A航空用高溫合金冷拔（軋）無縫規范
GJB2611A航空用高溫合金冷拉棒材規范
GJB2612早接用高溫合金冷拉絲材規范
GJB3020航空用高溫合金環壞規范
GJB3165A航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范
GJB3167A冷鐓用高溫合金冷拉絲材規范
GJB3317A航空用高溫合金熱軋板規范
GJB3318A航空用高溫合金冷軋帶板規范
HB/Z140航空用高溫合金熱處理工藝
YB/T5245普近承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材
1.6熔煉工藝
釆用電弧爐、或非真空感應爐、或電弧爐+電渣重熔、或電弧爐+真空電弧重熔、或非真空感應爐+電渣重熔、或非真空感應爐+真空電弧重熔、或真空雙聯熔煉工藝。
1.7化學成分
摘自GB/T14992,雜質元素分析有區別的摘自GB/T14994,GB/T14995,GB/T14996、GJB1952A,GJB2297A、GJB2611A、GJB3167A和GJB3317A.見表1-1。
表1-1
元素 | C | Cr | Ni | Al | Ti | Fe |
質量分數/% | ≤0. 12 | 19.00?22.00 | 余 | ≤0.15 | 0.15?0.35 | ≤1.50 |
元素 | S | P | Si | Mn | Cu | - |
質量分數/% | ≤0.020 | ≤0.030 | <0.80 | ≤0.70 | ≤0.200 | - |
注：GB/T14994.GB/T14995.GB/T14996.GJB1952A.GJB3167A和GJB3317A規定：ω(Pb)≤0.001；GJB2297A和GJB2611規定:ω(Pb)≤0.01及不分析Cu。 | ||||||
1.8熱處理制度
摘自HB/Z140,各品種的標準熱處理制度為：
a）冷軋板材，（980~1020）°C/AC,其中保溫（8~12）min；厚3mm~5mm,保溫（12?16）min；
b）絲材，（980?1020）°C/WQ或AC,其中6/^3mm，保溫（8?12）min；d3mm?5mm，保溫（12?16）min；
c）管材，（980?1020）°C/WQ；
d）冷拉棒材，（980?1000）°C/WQ或AC；
e）鍛件，（990?1010）°CX（2?3）h/AC；
f）焊接件，（990?1020）°C/AC，其中8（d）D3mm,保溫（8?12）min；3（t/）3rnm?5mm,保溫（12?16）min。
1.9品種規格與供應狀態
1.9.1主要規格
d8mm?300mm棒材；厚4mm~14mm熱軋板材5mni~4mm冷軋板材;厚0.1mm?0.8mm冷軋帶材；外徑＜50mm的冷拔（軋）無縫管以0.2mm?10.0mm冷拉絲材;各種尺寸規格的環形件和鍛件。
1.9.2供應狀態
熱軋和鍛制棒材-般不經熱處理,磨光或車光后供應；冷拉棒以退火、或退火十酸洗、或退火+磨光、或冷拉狀態供應；熱軋板材經固溶+堿酸洗+平整+切邊后供應；冷軋板材經固溶+堿酸洗+平整+矯直+切邊后供應；冷軋帶材經固溶+堿酸洗+平整+切邊成卷供應；冷拔管材經固溶十酸洗后供應、或冷拔（軋）狀態供應；焊絲以冷拉狀態、或固溶+酸洗、或半硬化狀態成盤狀供應；冷鍛用絲材以冷拉狀態、或固溶+酸洗、或固溶+磨光，成盤狀或直條狀供應；環形件和鍛件-般不經熱處理供應。
2物理、彈性和化學性能
2.1熔化溫度范圍1374°C?1420°C⑶。
2.2相變點
2.3熱導率（表2-1）
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
λ/[W/(m? °C)] | 15.1 | 16.3 | 18.0 | 19.3 | 20.9 |
θ/°C | 600 | 700 | 800 | 900 | - |
λ/[W/(m? °C)] | 22.2 | 23.4 | 25.1 | 26.4 | - |
2.4電阻率（表2-2）
θ/°C | θ/°C | ||
20 | 1.090 | 500 | 1.153 |
100 | 1.099 | 600 | 1.135 |
200 | 1.108 | 700 | 1.126 |
300 | 1.117 | 800 | 1.123 |
400 | 1.127 | - | - |
2.5熱擴散率
2.6比熱容（表2-3）
θ/°C | 150 | 200 | 300 |
565.2 | 598.7 | 674.1 | |
θ/°C | 400 | 500 | 600 |
741.1 | 820.6 | 971.3 |
2.7 線膨脹系數（表2-4）
20?100 | 20?200 | 20?300 | 20?400 | 20?500 | 20?600 | 20?700 | 20?800 | 20?900 |
12.8 | 13.5 | 14.3 | 15.0 | 15.5 | 16.1 | 17.0 | 17.5 | 18.0 |
2.8 密度p=8.4
2.9磁性能
合金無磁性。
2.10彈性性能（表2-5）
θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
Ed/GPa | 224 | 219 | 213 | 206 | 200 | 193 | 184 | - | - |
E/GPa | 191 | - | 137 | 118 | 93 |
2.11化學性能
2.11.1抗氧化性能
2.11.1.1合金在空氣介質中，不同溫度試驗100h的氧化速率見表2-6。
θ/°C | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
氧化速率/[g/(m2 ?h)] | 0.0535 | 0.1560 | 0.3905 | 0.5810 |
2.11.1.2合金不同溫度和時間的氧化腐蝕深度見表2-7。
θ/°C | 經以下試驗時間，氧化腐蝕深度/mm | ||||
500h | 1000h | 1500h | 3000 | 10000h | |
900 | 0.002 | 0.003 | - | 0.006 | 0.009 |
950 | 0.0045 | 0.006 | 0.007 | 0.0095 | 0.013 |
1000 | 0.0075 | 0.0085 | - | 0.014 | 0.019 |
2.11.2耐腐蝕性能
2.12黑度
合金在空氣中，不同溫度的全輻射黑度見表2-8.
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
黑度 | 0.17 | 0.17 | 0.18 | 0.18 | 0.19 |
θ/°C | 600 | 700 | 800 | 900 | - |
黑度 | 0.27 | 0.51 | 0.52 | 0.53 | - |
3力學性能
1供貨技術標準
3.1.1技術標準規定的性能（表3-1）
3.1.2生產檢驗數據、基值和設計許用值
（表3-2和表3-3）
表3-1
標準號 | 品種 | 熱處理 | 20°C拉伸 | 700°C拉伸 | ||
σb/MPa | δ5/% | σb/MPa | δ5/% | |||
≥ | ||||||
GB/T14995.GB/T14996 | 熱軋板 | (980?1020)°C/AC | 685 | 30 | 295 | 30 |
GJB3318 | 冷軋帶 | (980?1020)*C/AC | 685 | 30 | - | - |
GJB3165A | 熱軋和鍛制棒 | - | - | - | - | - |
GJB2611.GB/T14994 | 冷拉棒 | (980?1020)°C/WQ或AC | 685 | 30 | - | - |
GJB3167A | 冷傲絲材 | (980?1020)°C/WQ或AC | ≤785 | 30 | - | - |
GJB2297A | 冷拉管 | (980?1020)°C/WQ | 635 | 35 | 295 | 30 |
GB/T15062 | 管材 | (980?1020)°C/WQ | 590 | 35 | - | - |
GJB3020A | 環坯 | (980?1020)°C/AC | 635 | 30 | - | 30 |
表3-2[7]
取樣 | θ/°C | σb/MPa | δ5/% | 樣本大小 | |||||
S | -3σ | A | B | X | S | X | |||
冷軋板供應狀態 | 20 | 685 | - | 690 | 730 | 760 | 30 | 42 | 376 |
500 | - | - | 645 | 680 | 725 | - | 40 | - | |
600 | - | - | 520 | 550 | 580 | - | 40 | - | |
700 | 295 | 305 | 320 | 340 | 365 | 30 | 72 | 104 | |
800 | - | - | 175 | 190 | 198 | - | 73 | - | |
900 | - | - | 100 | 105 | 110 | - | 84 | - | |
表3-3[8]
標準及文獻 | 品種 | 熱處理 | θ/°C | 拉伸性能 | 硬度 | 持久性能 | |||
σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | HB | σ100/MPa | ||||
GB/T14994 | 冷拉棒材 | 1200°C*lh/AC | 800 | ≥295 | - | - | - | - | - |
文獻 | 棒材 | 800°C *5h/AC | 20 | - | ≥255 | - | |||
1180°C*2h/WQ | 700 | - | - | - | - | - | 175 | ||
文獻 | 盤鍛件 | 750°C溫加工強化10%?15% | 20 | 820 | 620 | 12 | - | 321?241 | - |
700 | - | - | - | - | - | 196 | |||
815 | 315 | - | - | - | - | - | |||
3.2短時力學性能
3.2.1硬度
3.2.2沖擊性能
3.2.3壓縮性能
3.2.4扭轉性能
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1冷軋板經不同冶煉工藝，不同溫度的典型拉伸性能見表3-4。
3.2.6.2冷軋板不同溫度屈服點前的拉伸曲線見圖3-1,屈服點至斷裂的拉伸曲線見圖3-20，如果有圖表需求，可以直接與130-7278+7990聯系。
3.2.6.3冷軋板經不同冷軋變形量，室溫拉伸性能曲線見圖3-3。
3.2.6.4冷軋板經700°C和800°C長期時效，不同溫度的拉伸性能見表3-5。
取樣/mm | θ/°C | 電弧爐 | 電弧爐+電渣 | |||
σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | σb/M | δ5/% | ||
厚1.5冷軋板供應狀態 | 20 | 736 | 355 | 42 | 754 | 41 |
300 | 708 | - | 44 | - | - | |
400 | 689 | - | 47 | - | - | |
500 | 665 | - | 44 | 716 | 40 | |
600 | 553 | 273 | - | 600 | 40 | |
700 | 352 | 193 | 51 | 369 | 64 | |
800 | 175 | 71 | 210 | 77 | ||
900 | 109 | 71 | 111 | 94 | ||
1000 | - | - | 70 | 50 | ||
1100 | - | - | 43 | 71 | ||
1200 | - | - | 27 | 108 | ||
1300 | - | - | 17 | 117 | ||
圖3-2冷軋板不同溫度屈服點至斷裂的拉伸曲線
圖3-3冷軋板經不同冷軋變形量.室溫拉伸性能曲線
3.3持久和蠕變性能
3.3.1持久性能
3.3.1.1冷軋板不同溫度和時間的持久強度見表3-6。
3.3.1.2冷軋板不同溫度和時間的秒計持久強度見表3-7。
3.3.1.3冷軋板不同溫度的持久應力-壽命曲線見圖3-4,持久熱強參數綜合曲線見圖3-5.
表3-6
取樣 | θ/°C | σth/MPa | |||||||||
σ10 | σ50 | σ100 | σ200 | σ500 | σ1000 | ||||||
冷軋板標準 | 550 | 547 | 133 | 392 | 354 | 310 | 281 | ||||
700 | 157 | 117 | 103 | 91 | 77 | 68 | |||||
800 | 68 | 47 | 40 | 34 | 27 | - | |||||
900 | 33 | 22 | 18 | 15 | 12 | 10 | |||||
表3-7
取樣 | θ/°C | σth/MPa | ||||
σ10 | σ60 | σ120 | σ180 | σ240 | ||
冷軋板 | 700 | 456 | 412 | 382 | 363 | 343 |
標準 | 800 | 304 | 255 | 226 | 206 | 191 |
熱處理 | 900 | 206 | 157 | 132 | 118 | 108 |
圖3-4冷軋板不同溫度的持久應力-壽命曲線⑵
圖3-5冷軋板持久熱強參數綜合曲線⑺，如果有圖表需求，可以直接與墨，鉅特殊鋼客服聯系。
3.3.2蠕變性能
3.3.2.I冷軋板經不同熱處理，不同溫度、100h的蠕變極限見表3-80
3.3.2.2冷軋板不同溫度和時間的秒計蠕變極限見表3-9o
3.3.2.3冷軋板700°C和800°C不同應力的蠕變曲線分別見圖3-6和圖3-7。
表3-8
取樣 | θ/°C | σ/MPa100H | ||
ep=0.2% | ￡p =0.5% | EP=5% | ||
冷軋板標準熱處理 | 700 | 39.2 | - | - |
800 | 9.8 | - | 14.7 | |
900 | - | 6.9 | 5.9 | |
1000 | - | 3.9 | 4.9 | |
冷軋板 | 700 | - | - | - |
800 | - | - | 37.3 | |
900 | - | - | 19.6 | |
1000 | - | - | 11.8 | |
取樣 | t/s | ￡p/% | 在以下溫度σ/MPa | 取樣 | t/s | ￡p/% | 在以下溫度σ/MPa | ||||
700°C | 800°C | 900°C | 700°C | 800°C | 900°C | ||||||
冷軋板標準 | 10 | 0.5 | - | 162 | 93 | 冷軋板標準 | 10 | 1 | - | 172 | 93 |
60 | 226 | 118 | 59 | 60 | 250 | 137 | 78 | ||||
120 | 206 | 102 | 49 | 120 | 221 | 123 | 59 | ||||
180 | 196 | 83 | 46 | 180 | 216 | 113 | 59 | ||||
300 | 178 | 44 | 300 | 202 | 98 | 49 | |||||
表3-9
圖3-6冷軋板700°C不同應力的蠕變曲線，如果有圖表需求，可以直接與墨，鉅特殊鋼客服聯系
圖3-7冷軋板800°C不同應力的蠕變曲線冷軋板，經標準熱處理
3.4疲勞性能
3.4.1高周疲勞
冷軋板不同溫度彎曲震動疲勞極限見表3-10,疲勞S-N曲線見圖3-8o
表3-10
取樣 | θ/°C | |
冷軋板標準熱處理 | 20 | 216 |
700 | 147 | |
800 | 137 | |
900 | 98 |
3.4.2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
冷軋板不同循環溫度的冷熱疲勞性能見表3-11。
表3-11
取樣/mm | 熔煉工藝 | 在以下循環溫度、至產生0.5mm長裂紋，N/周 | |||
800°C?20°C | 900°C?20°C | 1000°C?20°C | 1100°C?20°C | ||
厚1.5冷軋板標準熱處理 | 電弧爐 | 147 | 94 | 43 | 31 |
電弧爐+電渣 | 183 | 96 | 64 | 37 | |
4工藝性能與要求
4.1成形工藝與性能
鋼錠鍛造開坯裝爐溫度不高于800°C,加熱溫度為1160°C~1200°C，終鍛溫度不低于900°C，-次加熱的變形程度為50%；板材熱軋加熱溫度為1040°C~1100°C,冷軋變形量大于30%。
4.2工藝性能
4.2.1板材反復彎曲及杯突性能見表4-1。
4.2.2板材沖壓性能見表4-2。
板厚/mm | 試樣狀態 | 反復彎曲/次數 | 杯突深度/mm |
1.5 | (980?1020)°CX/AC | 27 | 11.0 |
表4-2
深沖 | 翻邊 | 壓窩（平頭） | 壓窩（球頭） | 彎曲 | |||||
極限深沖系數 | 工作深沖系數 | 極限翻邊系數 | 工作翻邊系數 | 極限平沖系數 | 工作平沖系數 | 極限球壓系數 | 工作球壓系數 | 最小彎曲半徑 | 工作彎曲半徑 |
2.07 | 1.73 | 1.72 | 1.46 | 0.3 | 0.26 | 0.45 | 0.40 | 1 | 1.5 |
①8為板材厚度（mm）。 | |||||||||
4.3焊接性能
氬弧焊時熔池流動性和成形性能均良好，裂紋傾向性小；點焊和縫焊時有較寬的規范參數范圍，核心縮孔較小，-般無裂紋及結合線伸入。該合金可與1Crl8Ni9Ti、GH1140、GH3039、GH3044、GH3128等合金組合進行焊接。
4.3.1手工氬弧焊（對接）規范見表4-3。
表4-3
板厚/mm | 焊前狀態 | 焊絲 | 電流/A | 電壓/V | 氣體流/（L/min） | 鎢極直徑/mm | |
牌號 | 直徑/mm | ||||||
1.0 | 固溶 | HGH3030 | 1.0?1.6 | 40?70 | 10?15 | 4?6 | 1.6 |
1.5 | 1.6?2.0 | 60?90 | 10?15 | 5?7 | 2.0 | ||
1.8 | 1.6?2.0 | 70?110 | 10?15 | 6?8 | 2.0 | ||
4.3.2不加焊絲的自動鎢極氬弧焊（對接）規范見表4-4。
4.3.3固溶狀態縫焊規范見表4-5。
表4-4
板厚/mm | 焊前狀態 | 電流/A | 電壓/V | 焊速 | 氣體流量/(L/min) | 背面氣體流量 | 鎢極直徑 | 焊嘴直徑 |
0.8 | 固溶 | 100?120 | 10-12 | 0.7 | 10?12 | 2?3 | 3.0 | 18?20 |
1.5 | 120?160 | 10?12 | 0.37-0.4 | 12?14 | 3~4 | 3.0 | 18?20 | |
1.8 | 150?180 | 10?12 | 0.4 | 12?14 | 3?4 | 3.0 | 18?20 |
表4-5
板厚/mm | 滾盤寬度/mm | 規范參數 | |||||
上 | 下 | 電流/A | 焊接時間/s | 休止時間/s | 焊接速度/(m/min) | 電極壓力/N | |
1.0+1.0 | 5.0 | 5.0 | 6500 | 0.16 | 0.10 | 0.6 | 5395 |
1.34-1.4 | 4.0?5.0 | 4.0?5.0 | 6600 | 0.12 | 0.10 | 0.4 | 6375 |
1.4+1.5 | 4.0?5.0 | 7.0 | 6800 | 0.12 | 0.10 | 0.4 | 6965 |
1.4+1.7 | 4.0?5.0 | 7.0 | 7500 | 0.16 | 0.14 | 0.4 | 6965 |
1.5+1.7 | 4.5?5.5 | 4.5?5.5 | 7800 | 0.16 | 0.12 | 0.4 | 6965 |
1.5+1.5 | 5.5 | 5.0 | 7700 | 0.18 | 0.14 | 0.5 | 6670 |
1.7+1.7 | 4.5 | 4.5 | 8000 | 0.16 | 0.14 | 0.4 | 6695 |
4.3.4各種焊接接頭的力學性能見表4-6。
表4-6
焊接方法 | 接頭形式 | 板厚/mm | 焊前 | 焊后 | 焊絲牌號 | θ/°C | 接頭強度σb/MPa | 強度系數 | 焊點強度 |
手工氬弧焊 | 對接 | 1.0-1.5 | 固溶 | 未處理 | HGH3030 | 20 | 688?760 | 100 | - |
800 | 199 | 100 | - | ||||||
900 | 88 | - | - | ||||||
自動氬弧焊 | 對接 | 1.5 | 固溶 | 未處理 | 不加焊絲 | 20 | 654 | 95 | - |
700 | 397 | 98.7 | - | ||||||
縫焊 | 搭接 | 1.0?1.7 | 固溶 | 未處理 | - | 20 | 702?818 | 100 | - |
800 | 118 | - | - | ||||||
900 | 88 | - | - | ||||||
點焊 | 搭接 | 1.5 | 固溶 | 未處理 | - | 20 | - | - | 11.7 |
800 | - | - | 2.94 | ||||||
900 | - | - | 1.96 |
4.4零件熱處理工藝
航空工廠零件的中間熱處理和最終熱處理制度為：1000°C*(5?10)min/AC或WQ。如需要零件具有高的熱強性，可將最終固溶處理溫度提高到1150°C。
4.5表面處理工藝
熱處理后，零件表面的氧化皮可用吹砂或酸洗方法清除。酸洗時采用hf-h2so4-hNO3水溶液的單-酸洗工藝，也可釆用NaOH-NaNO3和H2SO4-NaCl-H2。溶液的復合酸堿洗工藝□氣
4.6切削加工與磨削性能
無特殊要求。
5組織結構
5.1相變溫度
5.2時間-溫度-組織轉變曲線
5.3典型組織
合金板材經標準熱處理后為單相奧氏體組織，晶粒度為5~8級，存在有少量TiC和Ti(CN),見圖5-1、圖5-2o生產中發現少量因固溶溫度偏低，由殘余碳化物形成的老晶界，見圖5-3。
合金經700°C?800°C長期時效后，析出Cr7C3型碳化物，但析出量較少，對合金的性能影響不大.Cr7C3形貌及分布見圖5-4。
圖5-3板材經標準熱處理后的老晶界組織形貌殘余碳化物形成的老晶界，，如果有圖表需求，可以直接與墨·鉅特殊鋼客服13472787990聯系。
參考文獻
略。
