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高溫合金

GH5188、GH188

GH5188
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一、GH5188介紹：
GH5188是Co-Ni-Cr基固溶強(qiáng)化型變形高溫合金，使用溫度小于1100攝氏度。合金加入W進(jìn)行固溶強(qiáng)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性能。合金具有較好的冷熱加工塑性和焊接等工藝性能。
二、GH5188應(yīng)用和特性：
GH5188已用于制作航空發(fā)動機(jī)燃燒室筒、導(dǎo)向葉片等高溫部件。GH5188(GH188)應(yīng)用概況與特殊要求：該合金在國外廣泛應(yīng)用于制造燃?xì)鉁u輪及導(dǎo)彈的高溫部件，如燃燒室、尾噴管及核能工業(yè)中的熱交換器等零部件。在國內(nèi)用該合金制成的航空發(fā)動機(jī)燃燒室火焰筒和導(dǎo)向葉片等高溫部件已通過長期試車考驗，并投入生產(chǎn)應(yīng)用。用該合金板材加工成零件的制造工藝中，任何工序（如熱處理、焊接等）均應(yīng)防止?jié)B碳及銅污染，以免損害合金的力學(xué)性能和耐蝕性能。
三、GH5188(GH188)熱處理制度：熱軋板材1170～1190℃，空冷；冷軋帶材和板材1165～1230℃，快速空冷；棒材和鍛件1180℃±10℃，快速空冷。
四、GH5188(GH188)品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)： 
供應(yīng)δ0.5～4mm的冷軋薄板、δ4～14mm的熱軋中板、δ0.05～0.8mm的冷軋帶材，及各種尺寸的棒材、鍛件、焊絲及精密鑄件。板材經(jīng)固溶處理、酸洗、矯直和切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)固溶處理、酸洗、切邊后成卷供應(yīng)；板材經(jīng)固溶處理后磨光或車光交貨；鍛件于固溶狀態(tài)供應(yīng)；精鑄件于鑄態(tài)交貨。

二、GH5188(GH188)物理及化學(xué)性能：   
1、GH5188(GH188)熱性能：                                       
(1)、GH5188(GH188)熔化溫度范圍：1300～1360℃[1]。
(2)、GH5188(GH188)熱導(dǎo)率：見表2-1。
表2-1[2]

θ/℃ 200 300 500 600 700 800 900 1000
λ/(W/(m·℃)) 12.23 15.32 20.81 22.90 25.04 26.50 27.88 29.06
(3)、GH5188(GH188)比熱容：見表2-2。
表2-2[2]
θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
c/(J/(kg·℃)) 208 425 454 484 513 534 554 571 588 600
(4)、GH5188(GH188)線膨脹系數(shù)：見表2-3。
表2-3[2]
θ/℃ 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
α/10-6℃-1 11.8 12.4 12.9 13.4 13.7 14.4 14.8 15.2 15.7 16.2
(5)、GH5188(GH188)熱擴(kuò)散率：見表2-4。
表2-4[2]
θ/℃ 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Q/(10-6m2/s) 3.15 3.70 4.15 4.45 4.70 4.95 5.10 5.20 5.30
2、GH5188(GH188)密度：ρ=9.09g/cm3[2]。
3、GH5188(GH188)電性能：合金電阻率見表2-5。
表2-5[2]
θ/℃ 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
ρ/(10-6Ω·m) 1.051 1.056 1.100 1.133 1.143 1.171 1.192 1.199 1.204 1.213
4、GH5188(GH188)磁性能：合金無磁性。
5、GH5188(GH188)化學(xué)性能：
(1)、GH5188(GH188)抗氧化性能：
a、GH5188(GH188)在空氣介質(zhì)中試驗100h的氧化速率見表2-6。
表2-6[2]
θ/℃ 900 1000 1100
氧化速率/(g/m2·h) 0.021～0.034 0.081～0.098 0.125～0.128
b、GH5188(GH188)、GH3536和GH605三種合金刀餓楔形樣式，在爐中的高溫靜止空氣中在指定溫度下試驗1h后，在空氣中冷卻不少于40min，總的循環(huán)次數(shù)為100周；另一組試樣在轉(zhuǎn)速為1000r/min的旋轉(zhuǎn)式燃燒裝置中作循環(huán)氧化試驗，在指定溫度下于0.3馬赫的燃燒產(chǎn)物中保持1h，然后以0.7馬赫的冷空氣吹3min，交替試驗100周后試樣的重量損失見圖2-1。
(2)、GH5188(GH188)耐腐蝕性能：在含有硫酸鈉和氯化鈉等污染物的環(huán)境中，該合金的耐腐蝕能力優(yōu)于鎳基合金GH3536。GH5188等5種合金板材，在燃?xì)馑俣葹?m/s，燃燒空氣中含5×10-6和5×10-5海鹽，№.2號燃油中含0.3%～0.45%硫，空氣-油的比例為30：1，試驗時試樣旋轉(zhuǎn)，并每隔1h試樣從900℃用冷空氣吹冷至260℃以下，如此在燃燒裝置上循環(huán)試驗200h后的動態(tài)熱腐蝕試驗               
三、GH5188(GH188)力學(xué)性能
：GH5188(GH188)合金不同品種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。
表3-1
品種 拉伸性能 硬度HV 其他性能
θ/℃ σP0.2/MPa σb/MPa δ5/%
不小于
中板 20 380 860 45 282 晶粒度≥4級
薄板 20
   650		 380
   250		 860
   620		 45
   50		 - 彎曲、抗氧化、晶粒度
帶材
   δ≤0.51mm		 20
   650		 380
   250		 860
   620		 40
   40		 - 彎曲180°、抗氧化、
   晶粒度≥4級
帶材
   δ>0.51mm		 20
   650		 380
   250		 860
   620		 45
   50		 -
棒材 20 380 860 45 HBS≤302 抗氧化
鍛件 20 380 860 45 HBS≤293 抗氧化
精鑄件 20② 300 600 10 - -
① 持久試驗任選一個溫度進(jìn)行。
② 試制時拉伸試驗結(jié)果供參考。
四、GH5188(GH188)組織結(jié)構(gòu)：
1、GH5188(GH188)相變溫度：         
2、GH5188(GH188)時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線：見圖4-1。
3、GH5188(GH188)合金組織結(jié)構(gòu)：
(1)、GH5188(GH188)固溶狀態(tài)除奧氏體基體外，有M6C一次碳化物，少量的M6C與富鑭化合物結(jié)合在一起的LaxMy相，還有極少量的M3B2和TiC相。在高溫長期暴露后，M6C會分解析出M23C6，某些爐號可能析出L相，該相在1180℃固溶或在870～980℃長期暴露后重熔于基體。
(2)、GH5188(GH188)中板、薄板和帶材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供應(yīng)狀態(tài)的晶粒度應(yīng)不粗于4級。固溶溫度(保溫時間10min)對板材晶粒度級別的影響見表4-1。
表4-1[10]
固溶溫度/℃ 1100 1120 1140 1150 1160
晶粒度/級 8～7(9) 8～7 7～8 6～8 6～8(5)
固溶溫度/℃ 1170 1180 1190 1200 1220
晶粒度/級 5～7 5～7(4) 5～6(4) 4～6(3) 3～5(2)

五、GH5188(GH188)工藝性能與要求：
1、GH5188(GH188)成形性能：
(1)、GH5188(GH188)鍛造加熱溫度1180℃，終鍛溫度不低于980℃。鑄造組織破碎后們可以采用大變形量，以減少再加熱次數(shù)和細(xì)化晶粒。
(2)、GH5188(GH188)板材再固溶處理后塑性良好，可以采用任何冷成形工藝成形，但其最小變形量應(yīng)大于12%，以避免退火后產(chǎn)生粗大晶粒(臨界變形組織)。
(3)、GH5188(GH188)工藝塑性
a、GH5188(GH188)：δ1.2mm板材供應(yīng)狀態(tài)的杯突試驗擠壓深度為10.6～12.0mm[2]。
2、GH5188(GH188)焊接性能：合金焊接性能良好，可用各種形式焊接工藝連接，以氬弧焊連接效果最好，接頭強(qiáng)度和塑性下降較少。氬弧焊接頭與基體材料的持久性能對比見表5-1。
表5-1[4]
材料 θ/℃ σ/MPa t/h  
氬弧焊接頭基體材料 815 165 94
   61		  
材料 θ/℃ σ/MPa t/h δ/%
氬弧焊接頭基體材料 1090 22 29
   21		 7
   21
 
3、GH5188(GH188)零件熱處理工藝：該合金在加熱后形成的表面氧化膜與基體結(jié)合較牢，采用清洗不銹鋼氧化皮的方法不易洗掉，而應(yīng)采用復(fù)合堿酸洗工藝清除氧化皮。
三、GH5188相近牌號：
高溫新名稱 高溫舊名稱 耐蝕新名稱 耐蝕舊名稱 國標(biāo)牌號
GH5188 GH188      
日本JIS 美標(biāo)ASTM 美 標(biāo)UNS、SAE 德標(biāo)DIN 歐洲EN
  N0188 R30188   KC20WN
GH5188加工處理和焊接性能:
GH5188合金焊接性能良好，可采用各種焊接工藝，其中以氬弧焊焊接效果好，接頭強(qiáng)度和塑性下降較少。
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