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GH2132 合金是一種 25Ni-15Cr-Fe 基變形高溫合金,主要用作 650℃下的渦輪盤和緊固件,其含有 Ti、Al 和其他微量合金元素, 主要通過時效析出 γ' 相 Ni3(Ti,Al)來強(qiáng)化,該合金的主要特征是在工作溫度和室溫都表現(xiàn)出相似的力學(xué)性能, 是由穩(wěn)定的流變應(yīng)力決定的,同時由于 Cr 的存在,有良好的抗腐蝕性能。由于此合金具有突出的抗松弛能力、耐腐蝕能力和良好的綜合性能, 適于作航空緊固件
GH2132 是我國試制的鐵基沉淀硬化型高溫合金,相當(dāng)于美系 A286 高溫合金。該材料在 650 ℃ 以下具有高的屈服強(qiáng)度和持久、蠕變強(qiáng)度,并具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。在國內(nèi)該合金已在航空領(lǐng)域獲得較為廣泛的應(yīng)用,適合制造在 650 ℃ 以下長期工作的航空發(fā)動機(jī)高溫承力部件,如渦輪盤、壓氣機(jī)盤、轉(zhuǎn)子葉片和高溫緊固件等。
GH2132化學(xué)成分
GH2132時效制度對高溫合金的影響
1) 相比 GH2132 合金原定標(biāo)準(zhǔn)時效制度 720 ℃ ×16 h,采用 680 ℃ × 24 h 時效制度可大幅度提高合金的硬度、室溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度,其持久斷裂時間可提高20% 以上。
2) 采用固溶處理工藝參數(shù)以保證晶粒度合格的前提下,提高航空發(fā)動機(jī) GH2132 合金持久性能的最佳時效制度為 680 ℃ × 24 h,緩慢冷卻。
3) GH2132 合金經(jīng) 680 ℃ × 24 h 時效后,疲勞壽命雖有所降低,但仍高達(dá) 40.44 萬次,遠(yuǎn)高于航空發(fā)動機(jī)技術(shù)條件規(guī)定的 6.5 萬次。所以,使用是安全可靠的。
GH2132熱處理制度
1) GH2132 合金熱處理后 γ'相的尺寸和數(shù)量均影響合金的強(qiáng)度,當(dāng)時效溫度處于 690 ~ 720 ℃ 之間時,γ'相具有最佳強(qiáng)化效果;
2) 時效溫度對合金的強(qiáng)度影響較大,隨時效溫度升高,合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均升高。選擇合適的直接時效工藝,合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度也可以滿足實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)要求;
3) 固溶處理對合金強(qiáng)度的影響相比于時效處理較小,但是固溶處理可以調(diào)整合金的晶粒尺寸。采用固溶處理與多次時效處理相結(jié)合的熱處理方案既可滿足合金對強(qiáng)度的要求,也可以降低成本,提高合金成品率。
GH2132熱處理
(1) GH2132 合金對單一固溶不敏感,抗拉強(qiáng)度保持在 700MPa 左右, 屈服強(qiáng)度保持在 300MPa 左右, 伸長率和斷面收縮率都很高, 分別為 40%和70%左右。
(2) 710 ℃時效能將 固溶 后 的 GH2132 合 金 的抗拉強(qiáng)度提高 500MPa,達(dá)到 1200MPa,屈服強(qiáng)度提高 400MPa,達(dá)到 700 MPa,但會使伸長率和斷面收縮率降低,仍然符合使用需求,分別為 25%和 40%左右。
(3) 經(jīng)過不同冷變形后合金可以使用兩種熱處理工藝來強(qiáng)化合金, 分別為固溶+時效制度和直接時 效制度。 固溶 + 時 效 熱 處 理 工 藝 為 900 ℃固 溶2.5 h 油冷,720℃×16 h+660℃×16 h 空冷, 保證 δ>22%時,抗拉強(qiáng)度能達(dá)到 1240 MPa 以上,直接時效熱處理工藝為 680℃直接時效, 保證 δ>12%時,抗拉強(qiáng)度能達(dá)到 1400MPa 以上。