GH2747高溫合金
1合金介紹
1.1概述
GH2747是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，在固溶狀態(tài)下使用.長期工作溫度1100°C? 1250°C,短時使用溫度可達(dá)1300°C。合金具有較高的強(qiáng)度、較好的組織穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的抗氧化和耐腐蝕性能。合金的焊接性能良好，可采用各種工藝進(jìn)行焊接。主要產(chǎn)品有棒材、板材、管材、絲材和鍛件等。
1.2應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作航空、航天發(fā)動機(jī)燃燒室及加力燃燒室內(nèi)高溫抗氧化等部件，也用于制作工業(yè)用各種爐輾、傳動裝置、熱電偶套管等耐熱部件。尤其適用于石化、核能、冶金等領(lǐng)域用高溫抗氧化裝置零部件。
合金的材料成本較同類型高溫合金低。合金在增加銘元素含量的基礎(chǔ)上，通過提高鋁元素的含量以及添加微量稀土元素，至使合金在1000°C~1300°C的抗氧化性能得到極大改善。
1.3 材料牌號
GH2747（GH747）。
1.4 相近牌號
311747（俄）。
1.5 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
Q/GYB511GH2747合金熱軋和鍛制棒材
Q/GYB512GH2747合金冷拔（軋）無縫管
1.6熔煉工藝
采用真空感應(yīng)爐、或真空感應(yīng)爐+電渣重熔、或非真空感應(yīng)爐+電渣重熔熔煉工藝。
1.7化學(xué)成分
摘自GB/T14992,見表1-10
表1-1
元素 | C | Cr | Ni | Al | Fe |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | ≤o.10 | 15.00?17.00 | 44.00?46.00 | 2.90?3.90 | 余 |
元素 | Ce | Mn | Si | S | P |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0.020 | ≤0.025 |
1.8熱處理制度
摘自Q/GYB511和Q/GYB512,合金在固溶狀態(tài)下使用。熱軋、鍛制棒材和冷拔（軋）無縫管的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為：1000°C?1200°C/AC,保溫時間根據(jù)材料厚度而定。
1.9品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
摘自Q/GYB511和Q/GYB512。
1.9.1主要規(guī)格
D5mm?200mm熱軋和鍛制棒材,D1mm?100mm無縫管材。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
熱軋和鍛制棒材以軋態(tài)或鍛態(tài)供應(yīng)；無縫管材以冷拔狀態(tài)、或經(jīng)固溶+酸洗后供應(yīng)。
2物理、彈性和化學(xué)性能
2.1熔化溫度范圍
2.2相變點
2.3 熱導(dǎo)率（表2-1）
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
λ/[W/(m? °C)] | 10.5 | 12.2 | 13.8 | 15.4 | 17.5 |
θ/°C | 600 | 700 | 800 | 900 | 一 |
λ/[W/(m? °C)] | 19.2 | 20.9 | 22.6 | 24.3 | — |
2.4 電阻率
2.5 熱擴(kuò)散率
2.6比熱容
2.7 線膨脹系數(shù)（表2-2）
θ/°C | 25?100 | 25?200 | 25?300 | 25?400 |
| 13.66 | 14.29 | 14.81 | 15.15 |
θ/°C | 25?500 | 25?600 | 25?700 | 25?800 |
| 15.32 | 15.17 | 15.80 | 17.07 |
2.8 密度
p=7.78g。
2.9 磁性能
2.10彈性性能（表2-3）
θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 |
E/GPa | 218 | 198 | 190 | 188 | 183 |
θ/°C | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
E/GPa | 177 | 159 | 146 | 128 | 122 |
2.11化學(xué)性能
2.11.1抗氧化性能
合金在空氣介質(zhì)中，不同溫度試驗不同時間的氧化速率見表2-4。
θ/°C | 在以下試驗時間，氧化速率/［g/（m2 -h）］ |
100h | 500h | 1000h | 2000h |
1200 | 25 | 一 | 46 | 60 |
1250 | 28 | 42 | 61 | 75 |
1300 | 33 | 65 | — | 174 |
1350 | 45 | 130 | — | —— |
2. 11.2耐腐蝕性能
合金在含有1.5%SO2的流動空氣中，不同溫度的年腐蝕速率見表2-5。
θ/°C | 腐蝕速率/（mm/年） |
1200 | 0.08 |
1250 | 0.1 |
1300 | 0.24 |
1350 | — |
注：含1.5%流動空氣。 |
3力學(xué)性能
3. 1供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
3.1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
標(biāo)準(zhǔn)號 | 品種 | 熱處理 | θ/°C | 拉伸性能 |
σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
Q/GYB511 | 熱軋和鍛制棒材 | 標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 20 | ≥550 | ≥200 | ≥15 | ≥20 |
1000 | ≥40 | ≥20 | ≥30 | ≥30 |
Q/GYB512 | 冷拔（軋）無縫管 | 20 | ≥600 | — | ≥30 | — |
3.1.2生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計許用值
3.2短時力學(xué)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(zhuǎn)性能
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1熱軋棒材不同溫度的典型拉伸性能見表3-2。
取樣/mm | θ/°C | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
d20
熱軋棒標(biāo)準(zhǔn)
熱處理 | 20 | 600 | 300 | 50 | 55 |
800 | 150 | 100 | 33 | 30 |
900 | 70 | 60 | 35 | 35 |
1000 | 50 | 30 | 40 | 40 |
1100 | 30 | 20 | 70 | 55 |
1200 | 20 | — | 90 | 73 |
3.2.6.2熱軋棒材經(jīng)不同熱處理，20°C和900°C的拉伸性能見表3-3。
3.2.6.3熱軋棒材經(jīng)1000°C長期時效，不同時效時間20°C和1000°C的拉伸性能見表3-4
表3-3
取樣 | 固溶規(guī)范 | 20°C拉伸 | 900°C拉伸 |
σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
d20
熱軋棒 | 1100°C*lh/AC | 710 | 290 | 51 | 67 | 117 | 84 | 86 | 82 |
1130°C*lh/AC | 65S | 25() | 52 | 69 | 120 | 82 | 108 | 86 |
1150C*lh/AC | 670 | 265 | 55 | 66 | 119 | 81 | 97 | 77 |
1180°C*lh/AC | 650 | 240 | 63 | 66 | 121 | 90 | 90 | 82 |
1200°C*lh/AC | 645 | 240 | 63 | 66 | 126 | 88 | 74 | 71 |
表3-4
取樣 | 時效規(guī)范 | 20°C拉伸 | 1000°C拉伸 |
θ/°C | t/h | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
D20 熱軋棒標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 1000 | 100 | 810 | 330 | 33 | 57 | 64 | 48 | 74 | 98 |
790 | 300 | 39 | 55 | 59 | 38 | 101 | 99 |
300 | 820 | 330 | 39 | 63 | 58 | 38 | 86 | 98 |
805 | 325 | 36 | 58 | 61 | 39 | 79 | 97 |
500 | 800 | 310 | 34 | 58 | 98 | 50 | 76 | 97 |
815 | 330 | 40 | 62 | 64 | 50 | 84 | 97 |
3.3持久和蠕變性能
3.3.1持久性能
熱軋棒材不同溫度，100和1000h的持久極限見表3-5。
取樣 | θ/°C | σth/MPa |
σ100 | σ1000 |
d20 | 1000 | 20 |
|
熱軋棒 | 1100 | 9 | 5 |
標(biāo)準(zhǔn) | 1150 | 6 | 4 |
熱處理 | 1200 | 5 | 2.5 |
3.3.2蠕變性能
3.4 疲勞性能
3.4.1高周疲勞
3.4.2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
3.5 裂紋擴(kuò)展速率
3.6斷裂韌度
3.7松弛性能
4工藝性能與要求
4.1成形工藝與性能
合金鋼錠裝爐溫度不高于1000°C，鍛造加熱溫度1000°C~1200°C,熱軋開軋溫度不低于1000°C，終軋溫度應(yīng)不低于900°C；無縫管冷軋單道次最大形變量≤800%,中間退火處理溫度≥1000°C，空冷。
4.2工藝性能
4.3焊接性能
合金采用所有焊接方法均能很好地進(jìn)行焊接。氬弧焊、點焊、滾焊和電子束焊焊接效果優(yōu)良，與異種材料焊接時，可采用母材金屬絲作填充材料，也可釆用同類型合金作填充材料。
4.4零件熱處理工藝
同品種的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。
4.5 表面處理工藝
4.6 切削加工與磨削性能
無特殊要求。
5組織結(jié)構(gòu)
5.1相變溫度
5.2時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
5.3典型組織
合金組織主要由γ基體γ′相和碳化物等組成。合金經(jīng)1000°C?1200°C固溶處理后，基體中的碳化物和γ′相基本溶解.在冷卻過程中重新析出細(xì)小的，γ′相和碳化物等。經(jīng)1000°C*500h長期時效后，γ′相大量析出,m23c6和m6c型碳化物在晶界與晶內(nèi)均有析出。γ′相呈質(zhì)點形態(tài)彌散分布，碳化物則為尺寸較大的規(guī)則顆粒。
合金經(jīng)不同熱處理后的組織和析出相形貌見圖5-1?圖5-3。如果有想要繼續(xù)了解材料，可以直接與墨8鉅客服人員聯(lián)系。
參考文獻(xiàn)
略
