高溫合金GH/NS

GH3128高溫合金

材料：GH3128
交期：30天
描述：GH3128是Ni-Cr基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度在950°C以下。合金中加入ω（W+Mo）16%進行固溶強化，加入硼、鈰和鋯元素凈化和強化晶界。合金具有高的塑性、較高的持久和蠕變強度，以及良好的抗氧化性能、沖壓和焊接等工藝性能，綜合性能優于GH3044和GH3536等同類鎳基固溶強化合金。適于制作在950°C下長期工作的航空發動機燃燒室火焰筒、加力燃燒室殼體等部件。主要產品有冷軋薄板、熱
規格：板，棒，帶，線，管，可定制

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產品詳情

GH3128高溫合金

1合金介紹
1.1概述
GH3128是Ni-Cr基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度在950°C以下。合金中加入ω（W+Mo）16%進行固溶強化，加入硼、鈰和鋯元素凈化和強化晶界。合金具有高的塑性、較高的持久和蠕變強度，以及良好的抗氧化性能、沖壓和焊接等工藝性能，綜合性能優于GH3044和GH3536等同類鎳基固溶強化合金。適于制作在950°C下長期工作的航空發動機燃燒室火焰筒、加力燃燒室殼體等部件。主要產品有冷軋薄板、熱軋板、棒材、鍛件、絲材和管材。
1.2應用概況及特性
合金已用于制造航空發動機火焰筒、擴散器、加力燃燒室、尾噴口、調節片、穩定器、擴散器和燃氣導管等，批產和使用情況良好。合金也推廣應用于測溫熱電偶保護管、磁通門、磁力儀探頭、骨架材料、W和Mo還原燒結用料舟、鐵路機車預燃室噴嘴等高溫氧化氣氛下的結構件。
零件在高溫下工作時可采用W-2琺瑯層進行有效的保護。合金經長期時效后有μ相析出。
1.3材料牌號
GH3128（GH128,紅星11號）。
1.4相近牌號
無。
1.5材料技術標準
GB/T14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
GB/T14995高溫合金熱軋板
GB/T14996高溫合金冷軋薄板
GJB1952A航空用高溫合金冷軋薄板規范
GJB2612焊接用高溫合金冷軋絲材規范
GJB3317A航空用高溫合金熱軋板規范
HB/Z140航空用高溫合金熱處理工藝
遼新7-0062航空非轉動件用GH128合金熱軋和鍛制棒材技術條件
遼新7-0087航空非轉動件用GH128合金熱軋棒材技術條件（暫行）
遼新7-0090航空用GH3128合金熱軋和鍛制棒材技術條件
QJ/DT01.73092GH3128中厚板技術條件
QJ/DT01.73131航天用GH3128合金餅材、棒材技術條件
1.6熔煉工藝
釆用非真空感應爐+電渣重熔、或真空感應爐+電渣重熔熔煉工藝。
1.7化學成分
摘自GB/T14992,見表1-1。
表1-1

元素	C	Cr	Ni	W	Mo	Al	Ti	Fe
質量分數/%	≤0.05	19.00?22.00	余	7.50-9.00	7.50-9.00	0.40-0.80	0.40-0.80	≤2.00
元素	Zr	B	Ce	Si	P	S	Mn	-
質量分數/%	≤0.060	≤0.005	≤0.050	≤0.80	≤0.013	≤0.013	≤0.50	-

1.8熱處理制度

摘自HB/Z140,GB/T14995、GB/14996、GJB1952A、GJB3317A、遼新7-0062、遼新7-0087、遼新7-0090,QJ/DT01.73092和QJ/DT01.73131,各品種的標準熱處理制度為：
a）冷軋板和熱軋板，（1140?1180）°C/AC,保溫時間根據板材的厚度而定；
b）中厚板（厚15mm~65mm）,（1180~1200）°C/AC,保溫時間根據板材的厚度而定；
c）熱軋和鍛制棒材,（1140~1200）°C/AC（l.5?2）h/AC。
d）餅材，（1180?1200）°C/AC,保溫時間的選取應保證制件能熱透、固溶充分或滿足退火要求。
1.9品種規格與供應狀態
1.9.1主要規格
D90mm~200mm鍛制棒材；厚0.5mm?4.0mm冷軋板材；厚4.00mm~14.00mm熱軋板材;厚15mm~65mm中厚板材;d0. 3mm~10mm冷拉焊絲。
1.9.2供應狀態
棒材以鍛態或軋態，可經車光或磨光后供應；熱軋板和冷軋薄板經固溶+酸洗+矯正+切邊后供應;中厚板經固溶+酸堿洗后供應；焊絲以冷拉、或半硬態、或經固溶+酸洗后供應。餅材以鍛態+車光或磨
光后供應。
2物理、彈性和化學性能
2.1熔化溫度范圍
1340°C~1390°Cmo
2.2相變點
2.3熱導率（表2-1）

θ/°C	100	200	300	400	500
λ/[W/(m? °C)]	11.30	12.56	14.24	15.49	16.75
θ/°C	600	700	800	900	950
λ/[W/(m? °C)]	18.42	19.68	21.35	23.02	23.86

2.4電阻率（表2-2）

θ/°C	20	850	900	950	1000
	1.37	1.42	1.39	1.40	1.39
θ/°C	1050	1100	1150	-	-
	1.38	1.38	1.39	-	-

2.5熱擴散率（表2-3）

θ/°C	25	100	200	300	400
Q/(10 sm2/s)	2.3()	2.49	2.78	3.08	3.39
θ/°C	500	600	700	800	900
Q/(10 6m7s)	3.69	3.88	4.16	3.92	4.16

2.6比熱容
2.7線膨脹系數（表2-4）

θ/°C	20?100	20?200	20?300	20?400	20?500
	11.25	11.86	12.68	12.80	13.37
θ/°C	20?600	20?700	20?800	20?900	20?1000
	13.68	14.46	15.19	15.66	16.29

2.8密度
p=8. 81g/cm
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
Ed/GPa	208	205	202	198	191	189
θ/°C	600	700	800	900	1000	-
Ed/GPa	187	175	162	152	144	-

2.11化學性能
2.11.1抗氧化性能
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
100h的氧化速率/[g/(m2?h)]	0.055	0.236	0.269

2.11.2耐腐蝕性能
合金經海洋性燃氣腐蝕，900°C、27h的腐蝕失重值見表2-7。

試驗條件	試樣尺寸/mm	腐蝕失重值/ (mg/cm2)	宏觀檢查
900°C,27h	1.51530	2.2	表面完好

3力學性能

3.1供貨技術標準
3.1.1技術標準規定的性能(表3-1和表3-2)
表3-1

標準號	品種	熱處理	θ/°C	拉伸性能			持久性能
標準號	品種	熱處理	θ/°C	σb/MPa	δ5/%	ψ/%	組別	板厚/mm	a/MPa	r/h	δ5/%
GJB1952A①	冷軋薄板	交貨狀態	20	≥735	≥40.0	-	-	-	-	-	-
		交貨狀態 +1200°C/AC	950	≥175	≥40.0	-	I	≥1.2	54	≥23	實測
							I	≤1.2	54	≥20	實測
							II	≥1.5	39	≥00	實測
								<I.5?1.0		≥80
								≤1.0		≥70
GJB3317A GB/T14995 GB/T14996	熱軋板冷軋板	交貨狀態	20	≥735	≥40.0	實測	-	-	-	-	-
GJB3317A GB/T14995 GB/T14996	熱軋板冷軋板	交貨狀態 +1200°C/AC	950	≥175	≥40.0	實測	--	-	―	-	--
QJ/D01.73092	中厚板	交貨狀態 +1200°C/AC	20	≥735	≥40	實測	-	-	-	-	-
QJ/D01.73092	中厚板	交貨狀態 +1200°C/AC	950	≥177	≥40	≥40	-	15?65	100	實測S)	-
持久性能的初次檢驗按組別I進行，如不合格時允許按組別II重新檢驗。當τ≥20h后，允許停止試驗。

表3-2

標準號	品種/mm	熱處理	θ/°C	拉伸性能				持久性能
標準號	品種/mm	熱處理	θ/°C	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%	組別	σ/MPa	τ/h	δ5/5/%
遼新7-0062	非轉動件用熱軋和鍛制棒	(1180? 1200)C/AC	950	≥177	--	≥40	≥40	-	-	--	-
遼新7-0087?	非轉動件用熱軋棒(D≤100)	(1140? 1200)°C/AC	20	≥735	-	≥40	實測	-	-	-	-
			950	≥177	--	≥40	≥40	I	54	≥23	-
			950	≥177	--	≥40	≥40	II	39	≥100	-
遼新7-0090①	熱軋和鍛制棒 (d≤200)	(1140? 1180)°C/AC	20	2735	≥320	≥40	實測	-	-	--	-
		交貨狀態 +1200°C/AC	950	2177	≥100	≥40	實測	I	54	≥23	≥18
		交貨狀態 +1200°C/AC	950	2177	≥100	≥40	實測	II	39	≥100	實測
QJ/T01.73131	餅材、棒材	(1180? 1200)°C/AC	950	2177	-	≥40	≥40	--	--	--	-
①持久性能的初次檢驗按組別I進行，如不合格時允許按組別II重新檢驗。

3.1.2生產檢驗數據、基值和設計許用值（表3-3）

表3-3

取樣	θ/°C	σb/MPa					δ5/%		樣本大小〃
取樣	θ/°C	S	-3a	A	B	X	S	X	樣本大小〃
冷軋板 1200°C*20min/AC	20	735	795	815	845	885	40	55	222
	600	-	540	550	575	590	-	62	-
	700	-	455	470	485	494	-	53	-
	800	-	385	395	405	414	-	67	-
	900	-	235	245	255	261	-	81	-
	950	175	165	170	180	189	40	95	222

3.2短時力學性能
3.2.1硬度
3.2.2沖擊性
鍛制棒材20°C和950°C的沖擊功見表3-4。
3.2.3壓縮性能
3.2.4扭轉性能
棒材不同溫度的扭轉性能曲線見圖3-1。如果有圖表需要，可與墨、鉅客服聯系。
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1冷軋板不同溫度的拉伸性能見表3-5。
3.2.6.2冷軋板經不同時效處理.不同溫度的拉伸
性能見表3-6。
3.2.6.3冷軋板經不同固溶處理，不同晶粒度的20°C和950°C拉伸性能見表3-7。
3.2.6.4棒材經不同生產工藝，不同溫度的拉伸性能見表3-8。

取樣	θ/°C	Aku /J
鍛棒 1200°C*20min/AC	20	>3640
鍛棒 1200°C*20min/AC	950	>980

圖3-1棒材不同溫度的扭轉性能曲線小

取樣/mm	冶煉工藝	θ/°C	σb/MPa	σp0.2	δ5/%
厚1.5 冷軋板供應狀態+1200°C*20min/AC	非真空感應爐 +電渣	20	814	363	62
		600	686	226	64
		700	539	216	80
		800	412	226	80
		900	251	167	87
		950	194	118	97
		1000	114	78	80
		1100	88	-'	47
	非真空感應爐 +真空電弧	20	843	-	80
		500	588	-	65
		600	569	-	72
		700	520	-	66
		800	432	-	111
		900	245	-	118
		950	196	-	108

表3-5
棒材經標準熱處理表3-6

取樣/mm	時效規范		20°C拉伸		700°C拉伸		800°C拉伸		900°C拉伸		950°C拉伸
取樣/mm	θ/°C	t/h	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%
S1.5 冷軋板 1200°C* 20min/AC	-	-	814	62	539	48	-	-	-	-	194	97
	700	50	831	58	551	58	-	-	-	-	-	-
		100	857	57	556	70	-	-	-	-	189	85
		200	849	55	558	60	-	-	-	-	-	-
		300	852	54	574	65	-	-	-	-	-	-
	800	100	846	52	-	-	-	-	-	-	188	95
	900	50	818	56	-	-	-	-	217	103	-	-
		100	809	51	-	-	-	-	224	100	179	109
		200	774	53	-	-	-	-	213	102	-	-
		300	792	51	-	-	-	-	176	86	-	-
	950	100	807	52	-	-	-	-	-	-	178	98

取樣/mm	固溶溫度/°C	晶粒度/級	20°C拉伸		950°C拉伸
取樣/mm	固溶溫度/°C	晶粒度/級	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%
1.5 冷軋板	1050	7?6,8	906	49	175	100
	1100	7?6(8)	888	53	197	120
	1140	6?7(5)	858	53	190	87
	1160	6?5,4	788	60	214	87
	1180	5-4,6	781	61	214	117
	1200	4?5(3)	749	60	213	89

表3-7⑵

取樣/mm	固溶溫度/°C	晶粒度/級	20°C拉伸		950°C拉伸
取樣/mm	固溶溫度/°C	晶粒度/級	σb/MPa	δ5/%	σb/MPa	δ5/%
1.5 冷軋板	1050	7?6,8	906	49	175	100
	1100	7?6(8)	888	53	197	120
	1140	6?7(5)	858	53	190	87
	1160	6?5,4	788	60	214	87
	1180	5-4,6	781	61	214	117
	1200	4?5(3)	749	60	213	89

3.3持久和蠕變性能表3-8⑶

3.3.1持久性能

3.3.1.1冷軋板不同溫度的持久極限見表3-9。

3.3.1.2冷軋板不同溫度的持久應力-壽命曲線見圖3-2,持久熱強參數綜合曲線見圖3-3。如果有圖表需要，可與墨、鉅客服聯系。

3.3.1.3冷軋板經不同冶煉工藝和不同時效，不同溫度的持久性能見表3-10。

3.3.1.4冷軋板經不同固溶處理，950°C、39MPa的持久壽命見表3-11。

3.3.1.5鍛制和鑄造棒材不同溫度和應力的持久壽命見表3-12。

取樣		θ/°C	σb/MPa	δ5/%	ψ/%
鍛制棒 1200°C*20min/AC		20	814	56	68
		815	422	62	74
		950	226	93	69
軋制棒	軋態	20	741	64	63
軋制棒	1200°C *20min/AC	950	209	95	86
精鑄棒 1150°C*30min/AC		20	565	26	47
		850	277	73	75
		950	216	51	78

表3-9⑷

取樣/mm	θ/°C	σth/MPa
取樣/mm	θ/°C	σ10	σ100	σ200	σ500	σ1000	σ2000	σ5000	σ10000	σ20000	σ50000
厚1.0?1.5冷軋板1200°C *20min/AC	700	412	282	252	216	193	172	148	-	-	-
	800	195	133	119	102	89	77	64	56	49	-
	850	152	94	81	67	58	50	41	36	31	-
	900	105	63	54	44	38	33	26	23	19	16
	950	72	42	36	28	24	20	16	14	-	-
	1000	47	27	23	19	16	14	-	-	-	-
	1050	34	19	16	13	11	-	-	-	-	-

表3-10「2]

取樣/mm	冶煉工藝	時效規范		θ/°C	σ/MPa	t/h	δ5/%
取樣/mm	冶煉工藝	θ/°C		θ/°C	σ/MPa	t/h	δ5/%
1.5冷軋板1200°C * 20min/AC	非真空感應爐 +電渣	700	50	700	196	837	63
			100			917	64
			200			779	65
			100	950	39	157	36
		800	100	800	118	233	83
		800	100	950	39	142	41
		900	50	900	59	166	66
			100			138	63
			200			132	53
	非真空感應爐 +真空電弧	900	100	950	39	174	-

表3?11⑶表3.12⑶

取樣/mm	固溶溫度/°c	950°C、39MPa持久，/h
1.5冷軋板	1050	26
	1100	59

	1140	131

	1160	173
	1180	176
	1200	226

取樣	熱處理	θ/°C/°C	σ/MPa	t/h
鍛制棒	1200°C*30min/AC	950	39	223

		700	265	1600

	1200°C*20min/AC	815	108	176

精鑄棒	1150°C*30min/AC	950	59	72

3.3.2蠕變性能

3.3.2.1冷軋板不同溫度的蠕變極限見表3-13。

取樣/mm	試樣狀態	θ/°C
1.5冷軋板非真空感應爐 +電渣	供應狀態 +1200°C * 10min/AC	800	90
		900	49
		950	32

圖3-2冷軋板不同溫度的持久應力-壽命曲線⑴

θ/°Ca		b		a	B r		n
700	16.8821	-6	0736	2.7796	-0.1646	-0.9956	5
800	14.8831	-6	0648	2.4540	-0.1649	-0.9940	9
850	11.9876	-5	0734	2. 3797	-0.1985	-0.9979	9
900	9.9042	-4	3635	2.2696	-0.2292	-0.9983	26
950	8.6397	-4	0845	2.U52	-0.2448	-0.9981	≥46
1000	8.0954	-4	2383	1.9101	-0.2359	-0.9949	11

3.4疲勞性能

3.4.1高周疲勞
鍛制棒815°C和900°C的軸向疲勞性能見
表3-15

取樣/mm	950°C10.8MPa,100h的蠕變性能
取樣/mm
1.5冷軋板1200°C *20min/AC	0.1332	0.1223	0.0110

取樣	熱處理	θ/°C		N,周
鍛制棒	1200°C*20min/AC	815	226
	1170°C*90min/AC	900	216
	1170°C*90min/AC	900	235

3.4.2低周疲勞

3.4.3特種疲勞
3.4.3.1冷軋板不同循環溫度的冷熱疲勞性能見表3-16。

取樣/mm	θ/°C	至產生0.5mm裂紋，N/周
1.5 冷軋板 1200°C * 20min/AC	700?20	110
	800?20	88
	900?20	61
	950?20	42
	1000?20	32

3.4.3.2冷軋板經不同固溶處理，950°C?20°C的冷熱疲勞性能見表3-17。

取樣/mm	固溶溫度/°c	θ/°C	至產生0.5mm裂紋，N/周
1.5 冷軋板	1050	950?20	70
	1100		66
	1140		57
	1160		52
	1180		49
	1200		46

3.4.3.3冷軋板在燃氣腐蝕介質中、900°?20°C（噴水冷卻）的冷熱疲勞性能見表3-18。

試樣狀態	至出現裂紋 N/周	900°C?20°C,N=800 周		900°C?20°C,N=1400周		主裂紋擴展速率
試樣狀態	至出現裂紋 N/周	最長裂紋/mm	變形量/mm	最長裂紋/mm	變形量/mm	主裂紋擴展速率
鑄態+1150oC/AC	400	3.19	5.0	-	-	-
鍛制+1200°C/AC	800	0.36	-	2.83	2.56	3.5
鍛制+1150°C/AC	800	0.65	-	1.86	1.12	2.5
鍛制+1050°C/AC	1000	-	-	1.25	1.03	1.6
注：試驗條件：空氣：燃料=(30?35)=1；空氣壓力(10.8-11.8)MPa；耗油量5kg/h；試樣在燃氣中加熱80s,到溫后噴水冷卻10s,水壓為0.049MPao

3.4.3.4冷軋板在燃氣腐蝕介質中、900°C?20°C

（壓縮空氣冷卻）的冷熱疲勞性能見表3-19。

試樣狀態	試驗條件	900°C?20°C、N=900周，腐蝕疲勞性能
		最長裂紋/mm	變形量/mm
鍛制+1150°C/AC	空氣：燃料=(30?35):1;空氣壓力(10.8?11.8)MPa；耗油量5kg/h；試樣在燃氣中加熱80s,到溫后壓縮空氣冷卻40s, 開始冷卻時風壓0.69MPa,10s后0.49MPa,40s時為0.2MPa	0.8	0.6
鍛制+1050C/AC		0.2	0.5

3.5裂紋擴展速率

3.6斷裂韌度
7松弛性能
4工藝性能與要求
1成形工藝與性能
鋼錠鍛造時裝爐溫度不高于700°C,加熱溫度為1160oC+10°C，終鍛溫度大于900°C;板坯軋制加熱溫度為1170°C±10°C,終軋溫度大于900°C；薄板熱軋加熱溫度為1140°C?1180°C,終軋溫度大于800°Co冷軋總壓下率為30%?35%。
4.2工藝性能(表4-1)
表4-1

熔煉工藝	板厚/mm	試樣狀態	反復彎曲/次數	杯突深度/mm	極限深沖系數
非真空感應爐+電渣	1.5	1150°C/AC	24	11.5	2.0
非真空感應爐+真空電弧	1.5	供應狀態	30	12.9	-

4.3焊接性能

4.3.1板材可采用氬弧焊、縫焊、和點焊等方法焊接，均能得到滿意的焊接接頭質量，接頭強度系數大于90%。該合金可與GH1140、GH3030、GH3039、GH3044和1Crl18Ni9Ti等板材焊接。
4.3.2手工氬弧焊和縫焊接頭的力學性能見表4-2,手工氣弧焊工藝參數見表4-3；縫焊工藝參數見表4-4。
表4-22

焊接方法	熔煉工藝	焊接材料	θ/°C	接頭拉伸性能			接頭持久性能
				σb/MPa		強度系數 /%	σ/MPa	t/h
				焊前	焊后	強度系數 /%	σ/MPa	焊前	焊后
手工氬弧焊	非真空感應爐 +電渣	GH3128	800	419	392	95	-	--	-
	非真空感應爐 +電渣		950	196	186	94	39	142	141
	非真空感應爐+真空電弧		20	-	755	-	-	-	-
			800	-	387	-	-	-	-
			900	-	240	-	-	-	-
			950	-	177	-	39	-	107?229
縫焊	非真空感應爐 +電渣	GH3128 +GH3128	800	412	402	98	-	-	-
			900	255	250	98	59	148	140
			950	196	206	100	39	193	142
			1000	142	142	100	29	149	108
		GH3128 +GH3044	800	-	417	-	-	-	-
			900	-	245	-	-	-	-
			950	-	147	-	-	-	-
	非真空感應爐 +真空電弧	GH3128 H-GH3128	20	-	730	-	-	-	-
			800	-	363	-	--	-	-
			900	-	265	-	-	-	-
			950	-	181	-	39	-	146

表4-3

板厚/mm	焊接電流/A	弧壓/V	氬氣流量/（L/min）	鎢極直徑/mm	填料	焊速/( m/min)
1.5	95?115	10	11	2	母材切邊	0.33-0.37

表4-4⑴

板厚/mm	二次電壓/V	焊接時間/s	休止時間/s	焊接電流/A	電極壓力/N	焊速/(m/min)
1.5	4.25	0.28	0.24	9800	6375?7845	0.34

4.4零件熱處理工藝

a）加力燃燒室零部件的固溶處理制度：1200°C ± 10°C/AC；

b）燃燒室火焰筒零部件的固溶處理制度：1160°C±10°C/AC.
c）零件多次沖壓成形時的中間處理溫度：1100°C±20°C,保溫時間根據零件厚度和裝爐情況確定。
4.5表面處理工藝
在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯層進行有效的保護。
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
卩相的析出溫度范圍700°C?1050°C。
5.2時間-溫度-組織轉變曲線
P相的析出曲線見圖5-1。如果有圖表需要，當然，你可以撥打1-3/472787990聯系。
5.3典型組織
合金板材經標準熱處理后的組織為單相奧氏體，晶粒度4~5級，有少量TiN和M6C型碳化物，分布均勻。ω(M6C)約占合金的0.4%,ω(TiN)約占合金的0.3%。
合金在700°C~1100°C長期時效后，主要沿晶界析出少量M6C和M23C6,ω(M6C+M23C6)約占合金的0.8%；在900°C和950°C長期時效時，只析岀M6C相；在900°C長期時效后析出σ-W相,200h后達到析出峰，ω(a-W)占合金的0.86%,繼續延長時效時間，析出量下降。在850°C~950°C長期應力時效后析出微量μ相,μ相呈棒狀，主要分布于晶內。
合金經900°C時效，不同時效時間各析出相的析出量變化見圖5-20板材經不同處理后的組織和析出相形貌見圖5-3?圖5-5.

參考文獻

略。