GH131合金性能详解GH131应用领域
新闻来源：www.021zysy.com 发布时间：2023-06-13 15:16 浏览量：
GH131合金性能详解GH131应用领域
GH131概述
GH131合金是用W、Mo、Nb、N等元素进行固溶强化的铁基高温合金，使用温度可达900-1000℃。具有良好的综合性能和较高的热强度。以及良好的工艺性能。因此，在航空发动机和火箭发动机中得到了广泛的应用。
GH131是一种以钨、钼、铌、氮等元素强化的高性能铁基缓释合金。镍含量约为28%，但其热强度水平与GH3044合金相当。该合金具有良好的热加工塑性和焊接及冷成型工艺性能。主要品种有冷轧薄板、热轧中板、棒材、扁钢和线材。可用于制造在700-1000°C下短时间工作的火箭发动机和在700-750°C下长时间工作的航空发动机的高温部件。
GH131的国标新牌号是GH1131
GH131的国标新牌号是GH1131
GH131的密度为ρ=8.33g/cm3。
GH131技术标准
GB/T 14992-2005《高温合金牌号》
GB/T 14995-1994《高温合金热轧钢板》
GJB 1952-1994《航天用高温合金冷轧板规范》
GJB 2612—1996《焊接用冷拔高温合金规范》
YB/T 5245—1993《普通承重零件用高温合金热轧锻造棒材》
GH131应用概述及特殊要求
这种合金主要用于火箭发动机的高温部件。在航空发动机中，可调节喷管壳体、加力燃烧室调节件等零部件已制成并投入生产。与类似用途的镍基合金相比，该合金的高温抗氧化性和结构稳定性较差。在700-900℃长期使用后，常温塑性降低，成型性能变差。
GH131冶炼铸造工艺
采用非真空感应炉冶炼加电渣重熔或电弧炉冶炼加电渣重熔工艺。
GH131的化学成分
| 元素 | C | Cr | Ni | W | Mo | Fe | Nb | B | Mn | Si | P | S |
| MIN | 19.0 | 25.0 | 4.8 | 2.8 | Bal | 0.7 | ||||||
| MAX | 0.1 | 22.0 | 30.0 | 6.0 | 3.5 | 1.3 | 0.005 | 1.2 | 0.8 | 0.02 |
0.02 |
GH131的成型性
钢锭锻造加热温度为1120±20℃，开锻温度大于980℃，终锻温度不低于900℃，一次加热变形度为40%。板坯轧制加热温度1150℃±20℃，开轧温度大于1050℃，终轧温度不低于900℃，终压下率不低于10%，粗轧加热度薄板热轧温度为1160℃±10℃，精轧加热温度1060℃±10℃，始轧温度大于1000℃，终轧温度不低于800℃，热轧道次和道次不限。中间淬火温度为1150℃±10℃。冷轧压下率为20%-30%，平整度为1%-3%。
GH131焊接性能
GH131合金具有良好的焊接性能。可采用点焊、缝焊、氩弧焊连接，可获得满意的接头强度。该合金可与GH3030、GH3039、GH3044和GH1140合金焊接，接头性能良好。
GH131零件的热处理工艺
GH131薄板零件最终热处理温度为1150℃±10℃或1080-1120℃，中间热处理温度为1000℃±10℃。热处理后，在惰性气体或空气中冷却。
GH131表面处理工艺
合金板经过软化热处理和成品热处理后，需要进行碱酸洗，以去除表面氧化皮，成品热处理板碱酸洗，另外还需要进行白化处理.零件表面氧化皮可用HF-HNO3-H2SO4水溶液酸洗或喷砂去除。
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========高温合金小知识=============
高温合金可以分为以下几类：
超耐热合金典型组织是奥氏体基体，在基体上弥散分布这碳化物、金属间化合物等强化相。高温合金的主要元素有铬、钴、铝、钛、镍、钼、钨等。合金元素起稳定的奥氏体基体组织，形成强化相，增加合金的抗氧化和抗腐蚀能力的作用。常用的高温合金有铁基、镍基和钴基3种。
铁基超耐热合金
铁基高温合金是奥氏体不锈钢发展起来的，含有一定量的铬和镍等元素。它是中等温度（600~800℃）条件下使用的重要材料，具有校核的中温力学性能和良好的热加工塑性，合金成分比较简单，成本较低。主要用于制作航空发动机和工业燃气轮机上涡轮盘，也可以制作导向叶片、涡轮叶片、燃烧室，以及其他承力件、紧固件等。另一用途是制作柴油机上的废气增压涡轮。由于沉淀强化型铁基合金的组织不够稳定抗氧化性较差，高温强度不足，因而铁基合金不能在更高温度条件下应用。
镍基超耐热合金
以镍为基体（含量一般大于50%）、在650~1000℃范围内具有较的强度和良好的抗氧化性、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多的合金元素，且能保持较好的稳定性；二是可以形成共格有序的A3B型金属间化合物γ’-[Ni(Al,Ti)]相作为强化相，使合金的得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度 ；三是很含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可以分为固溶强化合金和沉淀强化合金：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬、钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。
钴基超耐热合金
钴基超耐热合金是含钴量40%~65%的奥氏体高温合金，在730~1100℃下，具有一定的高温强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。用于制作工业燃气轮机、舰船燃气轮机的导向叶片等。钴基合金的发展应考虑钴的资源情况。钴是一种重要的战略资源，世界上大多数国家缺钴，以至于钴基合金的发展受到限制。
钴基合金一般含镍10%~22%，铬20%~30%以及钨、钼、钽和铌等固溶强化和碳化物形成元素，含碳量很高，是一类以碳化物为主要强化相的高温合金。钴基合金的耐热能力与固溶强化元素和碳化物形成元素含量多少有关。
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高温合金可以分为以下几类：
超耐热合金典型组织是奥氏体基体，在基体上弥散分布这碳化物、金属间化合物等强化相。高温合金的主要元素有铬、钴、铝、钛、镍、钼、钨等。合金元素起稳定的奥氏体基体组织，形成强化相，增加合金的抗氧化和抗腐蚀能力的作用。常用的高温合金有铁基、镍基和钴基3种。
铁基超耐热合金
铁基高温合金是奥氏体不锈钢发展起来的，含有一定量的铬和镍等元素。它是中等温度（600~800℃）条件下使用的重要材料，具有校核的中温力学性能和良好的热加工塑性，合金成分比较简单，成本较低。主要用于制作航空发动机和工业燃气轮机上涡轮盘，也可以制作导向叶片、涡轮叶片、燃烧室，以及其他承力件、紧固件等。另一用途是制作柴油机上的废气增压涡轮。由于沉淀强化型铁基合金的组织不够稳定抗氧化性较差，高温强度不足，因而铁基合金不能在更高温度条件下应用。
镍基超耐热合金
以镍为基体（含量一般大于50%）、在650~1000℃范围内具有较的强度和良好的抗氧化性、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多的合金元素，且能保持较好的稳定性；二是可以形成共格有序的A3B型金属间化合物γ’-[Ni(Al,Ti)]相作为强化相，使合金的得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度 ；三是很含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可以分为固溶强化合金和沉淀强化合金：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬、钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。
钴基超耐热合金
钴基超耐热合金是含钴量40%~65%的奥氏体高温合金，在730~1100℃下，具有一定的高温强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。用于制作工业燃气轮机、舰船燃气轮机的导向叶片等。钴基合金的发展应考虑钴的资源情况。钴是一种重要的战略资源，世界上大多数国家缺钴，以至于钴基合金的发展受到限制。
钴基合金一般含镍10%~22%，铬20%~30%以及钨、钼、钽和铌等固溶强化和碳化物形成元素，含碳量很高，是一类以碳化物为主要强化相的高温合金。钴基合金的耐热能力与固溶强化元素和碳化物形成元素含量多少有关。
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