高溫合金GH/NS

GH3030高溫合金

材料：GH3030
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(wěn)定。主要用于800°C以下工作的渦輪發(fā)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(huán)件、絲材和管材等。
規(guī)格：板，棒，帶，線，管，可定制

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產品詳情

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(wěn)定。主要用于800°C以下工作的渦輪發(fā)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(huán)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(fā)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(yōu)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(guī)范
GJB1952A航空用高溫合金冷軋板規(guī)范
GJB2297A航空用高溫合金冷拔（軋）無縫規(guī)范
GJB2611A航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范
GJB2612早接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范
GJB3020航空用高溫合金環(huán)壞規(guī)范
GJB3165A航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范
GJB3167A冷鐓用高溫合金冷拉絲材規(guī)范
GJB3317A航空用高溫合金熱軋板規(guī)范
GJB3318A航空用高溫合金冷軋帶板規(guī)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(lián)熔煉工藝。
1.7化學成分
摘自GB/T14992,雜質元素分析有區(qū)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(shù)/%	≤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(shù)/%	≤0.020	≤0.030	<0.80	≤0.70	≤0.200	-
注：GB/T14994.GB/T14995.GB/T14996.GJB1952A.GJB3167A和GJB3317A規(guī)定：ω(Pb)≤0.001；GJB2297A和GJB2611規(guī)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(guī)格與供應狀態(tài)
1.9.1主要規(guī)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(guī)格的環(huán)形件和鍛件。
1.9.2供應狀態(tài)
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(tài)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(tài)供應；焊絲以冷拉狀態(tài)、或固溶+酸洗、或半硬化狀態(tài)成盤狀供應；冷鍛用絲材以冷拉狀態(tài)、或固溶+酸洗、或固溶+磨光，成盤狀或直條狀供應；環(huán)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(shù)（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
θ/°C	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(guī)定的性能（表3-1）
3.1.2生產檢驗數(shù)據(jù)、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 GJB1952A.GJB3317A	熱軋板冷軋板	(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(huán)坯	(980?1020)°C/AC	635	30	-	30

表3-2[7]

取樣	θ/°C	σb/MPa					δ5/%		樣本大小 n
取樣	θ/°C	S	-3σ	A	B	X	S	X	樣本大小 n
冷軋板供應狀態(tài)	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
標準及文獻	品種	熱處理	θ/°C	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%	HB	σ100/MPa
GB/T14994 GJB2611A	冷拉棒材	1200°Clh/AC +700C16h/AC	800	≥295	-	-	-	-	-
文獻	棒材	800°C *5h/AC	20	-				≥255	-
文獻	棒材	1180°C2h/WQ +700°C5h/AC	700	-	-	-	-	-	175
文獻	盤鍛件	750°C溫加工強化10%?15% +650°C*4h/AC	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(lián)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
取樣/mm	θ/°C	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	σb/M	δ5/%
厚1.5冷軋板供應狀態(tài)	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(shù)綜合曲線見圖3-5.

表3-6

取樣	θ/°C	σth/MPa
		σ10	σ50		σ100		σ200		σ500		σ1000
冷軋板標準熱處理	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
取樣	θ/°C	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(shù)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(lián)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
取樣	θ/°C	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 1150°C/AC	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
取樣	t/s	￡p/%	700°C	800°C	900°C	取樣	t/s	￡p/%	700°C	800°C	900°C
冷軋板標準熱處理	10	0.5	-	162	93	冷軋板標準熱處理	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(lián)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(huán)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(huán)溫度、至產生0.5mm長裂紋，N/周
取樣/mm	熔煉工藝	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
厚1.5冷軋板標準熱處理	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(tài)	反復彎曲/次數(shù)	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(shù)	工作深沖系數(shù)	極限翻邊系數(shù)	工作翻邊系數(shù)	極限平沖系數(shù)	工作平沖系數(shù)	極限球壓系數(shù)	工作球壓系數(shù)	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??；點焊和縫焊時有較寬的規(guī)范參數(shù)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(guī)范見表4-3。
表4-3

板厚/mm	焊前狀態(tài)	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(guī)范見表4-4。

4.3.3固溶狀態(tài)縫焊規(guī)范見表4-5。
表4-4

板厚/mm	焊前狀態(tài)	電流/A	電壓/V	焊速 /(m/min)	氣體流量/(L/min)	背面氣體流量 /(L/min)	鎢極直徑 /mm	焊嘴直徑 /mm
0.8	固溶 +機械拋光	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(guī)范參數(shù)
板厚/mm	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(shù) /%	焊點強度 /kN
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(fā)現(xiàn)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(lián)系。

參考文獻
略。