航空高溫部件用鋼GH5188

GH5188高溫合金
1合金介紹（如有圖表需要可聯系021-67898711）
1.1概述
GH5188是Co-Ni-Cr基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度小于1100°C.合金中加入ω(W)14%的鎢進行固溶強化，使合金具有良好的綜合性能；加入較高含量的鉻和微量鑭，使合金具有良好的高溫抗氧化性能。合金具有較好的冷熱加工塑性和焊接等工藝性能，適于制作980°C以下要求高強度和1100°C以下要求抗氧化的航空發動機零件。主要產品有冷軋薄板、熱軋中板、棒材、鍛件和絲材等。
1. 2 應用概況與特性
合金已用于制作航空發動機燃燒室火焰筒、導向葉片等高溫部件，批產和使用情況良好。相近合金在國外還廣泛應用于燃氣渦輪及導彈的高溫部件，如燃燒室、尾噴管及核能工業中的熱交換器等零部件。
在合金板材加工零件的制造工藝中，任何工序(如熱處理、焊接等)均應防止滲碳及銅污染，以免損害合金的力學性能和耐蝕性能。合金板材的耐腐蝕能力優于GH3536合金。
1.3 材料牌號
GH5188(GH188)
1.4 相近牌號
Haynes Alloy No. 188（ H A188）、UNSR 30188（美），KCN22W （法）。
1.5 材料技術標準
GB/T 14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
GJB 3317A航空用高溫合金熱軋板規范
HB/Z 140航空用高溫合金熱處理工藝
Q/5B 4002GH188合金冷軋帶材
Q/5B 4003GH188合金冷軋板材
Q/5B 4014GH188合金鍛件
Q/5B 4022GH188合金棒材
Q/5B 4057 GH188高溫合金冷拉焊絲
1. 6 熔煉工藝
采用真空感應爐士電渣重熔、或真空感應爐+真空電弧重熔熔煉工藝。
1.7 化學成分
摘自 GB/T 14992,雜質元素分析有區別的摘自 GJB 3317A、Q/5B 4002, Q/5B 4003、Q/5B 4014、
Q/5B 4022 和Q/5B 4057,見表 1-1。
表1-1

元素	C	Cr	Ni	Co	W	Fe	B	La
質量分數/%	0. 05—0. 15	20. 00?24.00	20. 00?24. 00	余	13. 00?16. 00	≤3. 00	≤0. 015	0.030 ?0. 120
元素	Mn	Si	P	s	Cu	Ag	Bi	Pb
質量分數/%	≤I. 25	0. 20 — 0. 50	≤0. 020	≤0.015	≤0. 070	≤0.0010	≤0.0001	≤0. 0010
① GJB 3317A.Q/5B 4002,Q/5B 4003、Q/5B 4014、Q/5B 4022 和 Q/5B 4057 規定檢驗的雜質元素。

熱處理制度摘自HB/Z 140,各品種的標準熱處理制度為：
a）鍛制棒材、環形件,1180°C±10°C,選擇以確保產品力學性能合格的速率冷卻，HB<293；
b）冷軋板、帶材,1165°C~1230°C,快速空冷，保溫時間根據產品截面厚度確定；
c）熱軋板材,1170°C~1190°C,空冷，HVM282。
品種規格與供應狀態
摘自 GJB 3317A.Q/5B 4002,Q/5B 4003,Q/5B 4014、Q/5B 4022 和 Q/5B 4057。
1. 9. 1主要規格
厚4mm— 14mm熱軋中厚板；厚0. 5mm?4mm冷軋薄板；厚0. 05mm?0. 8mm冷軋帶材；D20mm? 300mm棒材；d0. 3mm?10. 0mm焊絲；各種尺寸規格的環形件。
1.9.2供應狀態
熱軋板和冷軋薄板經固溶+酸洗+矯正+切邊后供應；帶材經固溶+酸洗+切邊后成卷供應；棒材一般不經熱處理供應；鍛件經固溶處理后供應；焊絲以冷拉+熱處理+酸洗后供應、或半硬態供應。

2物理、彈性和化學性能
2. 1 熔化溫度范圍

1300°C ?1360°C。
2. 2 相變點
2.3 熱導率（表2-1）

θ/°C	200	300	400	500	600
λ/[W/(m ? °C)]	12. 23	15. 32	18. 30	20. 81	22. 90
θ/°C	700	800	900	1000	一
λ/[W/(m ? °C)]	25.04	26. 50	27.88	29.06	—

2. 4 電阻率（表2-2）

θ/°C	20	100	200	300	400	500
	1. 051	1. 056	1. 100	1. 133	1. 143	1. 171
θ/°C	600	700	800	900	1000	—
	1. 192	1. 199	1. 204	1.213	1. 226	—

2.5 熱擴散率（表2-3）

θ/°C	200	300	400	500	600
Q/(10_6m2/s)	3. 15	3. 70	4. 15	4. 45	4. 70
θ/°C	700	800	900	1000	—
Q/(10_6m2/s)	4. 95	5. 10	5.20	5. 30	—

2. 6 比熱容（表2-4）

θ/°C	100	200	300	400	500
c/[J/(kg ? °C)]	208	425	454	484	513
θ/°C	600	700	800	900	1000
c/[J/(kg - X?)]	534	554	571	588	600

2.7 線膨脹系數（表2-5）

θ/°C	100h的氧化速率
900	0.021 ?0.034
1000	0.081 ?0.098
1100	0. 125 ?0. 128

θ/°C	20 ?100	20 ?200	20 ?300	20 ?400	20 ?500
	11. 8	12.4	12. 9	13.4	13. 7
θ/°C	20 ?600	20 ?700	20 ?800	20 ?900	20?1000
	14. 4	14. 8	15. 2	15. 7	16. 2

θ/°C	20	100	200	300	400	500
Ed/GPa	237	234	227	221	213	206
o/°c	600	700	800	900	1000	1050
Ed/GPa	193	185	179	170	161	158

2.8 密度
p=9. 09
2.9 磁性能
合金無磁性。
2.10 彈性性能（表2-6）
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2-7。
2. 11. 1.2合金在爐中高溫靜止空氣中或在旋轉式燃燒裝置中進行循環氧化試驗，1040笆? 1150°C的重量損失以及與其他合金對比見圖2-1。
2. 11.2 耐腐蝕性能
合金在燃燒裝置中經燃氣腐蝕，在900°C 026O°C以下循環試驗200h的動態熱腐蝕試驗結果見圖2-20合金在含有Na2SOt和NaCl等污染環境中，耐腐蝕能力優于GH3536合金。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）
表3-1

標準號	品種/mm		熱處理	拉伸性能				持久性能				室溫硬度 HV	其他性能
				θ/°C	σp0.2/MPa	σb	δ5/%	θ/°C	σp0.2/MPa	σb	δ5/%
					≥					≥
GJB 3317A	熱軋中厚板①		標準熱處理	20	380	860	45	815	165	23	10	≤282	晶粒度≥4級
								927	76	23	15
Q/5B 4003	薄板		標準熱處理	20	380	860	45	927	76	23	15	——	彎曲；抗氧化；晶粒度
				650	250	620	50
Q/5B 4002	帶材	≤0. 51		20	380	860	40	927	62	23	8	—	彎曲180°；抗氧化；晶粒度24級
				650	250	620	40
		≥0. 51		20	380	860	45	927	76	23	5	—
				650	250	620	50
Q/5B 40222	棒材		標準熱處理	20	380	860	45	927	90	23	15	HB≤302	抗氧化
Q/5B 4014	環形鍛件②			20	380	860	45	927	83	23	15	HB≤293	抗氧化
持久試驗任選一個溫度進行。持久持續時間達到23h后試樣未斷時，允許每隔8?10h遞增應力14MPa,直至試樣斷裂，但其延伸率仍應為曷215/%。

3.1.2生產檢驗數據、基值和設計許用值
短時力學性能
1 硬度
3. 2. 1. 1 冷軋板經不同冷軋變形量+不同固溶處理，室溫硬度見表3-2。
3. 2.1.2冷軋板經不同冷軋量，室溫硬度見圖3-1。
沖擊性能
1熱軋中厚板縱向和橫向取樣，不同溫度的沖擊功見表3-3。
3.2.2.2熱軋中厚板縱向和橫向取樣，在真空中經不同規范長期時效，室溫沖擊功見表3-4o
3.2.3壓縮性能
3. 1冷軋板不同溫度的壓縮屈服強度見圖3-2o
3. 2. 3. 2冷軋板縱向和橫向取樣，不同溫度典型的壓縮應力-應變曲線分別見圖3-3和圖3-4o
3.2.4扭轉性能
環形件不同溫度的扭轉性能見表3-5。
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6. 1不同軋制產品，典型室溫拉伸性能見表 3-6；不同產品，不同溫度的拉伸性能見表3-7。
3. 2. 6. 2冷軋板經不同冷變形量，不同溫度的拉伸性能見表3-8；室溫屈服強度見圖3-1 o
3. 2. 6. 3冷軋板經不同冷變形量和固溶處理，室溫拉伸性能見表3-9；縱向和橫向取樣，不同溫度的拉伸應力-應變曲線分別見圖3-5和圖3-6；經不同長期時效，室溫拉伸性能見表3-10。
3. 2. 6. 4 環形件不同溫度的缺口拉伸強度見表 3-11;不同溫度的平均拉伸應力-應變參數見表 3-12,平均拉伸應力-應變曲線見圖3-7。
表3-3

取樣/mm	θ/°C
取樣/mm	θ/°C	縱向	橫向
厚19 熱軋中厚板 1175°C/WQ	— 185	159	156
	— 170	163	—
	— 140	一	152
	— 100	182	172
	20	197	190
	315	137	—
	540	146	171
	700	171	118
	815	141	—

表 3-4

取樣/mm	真空時效規范		室溫
取樣/mm	θ/°C	t/h	縱向	橫向
厚19 熱軋中厚板 1175 °C/WQ	760	100	—	53
	870	100	一	17
	980	100	—	42
	925	500	31	35
	925	1000	23	23

表 3-5

取樣	θ/°C
環形件弦向標準熱處理	800	478. 3	174. 7
	900	287. 7	151. 7
	1000	168.0	80.0
注：表中數據為3個試樣數據的平均值。