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GH5188

一、概述

GH5188是固溶強(qiáng)化型鈷基高溫合金，加入14%的鎢固溶強(qiáng)化，使合金具有優(yōu)良的高溫?zé)釓?qiáng)性，添加較高含量鉻和微量鑭，使合金具有良好的高溫抗氧化性能，同時(shí)具有滿意的成形、焊接等工藝性能，適于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)上在980℃以下要求高強(qiáng)度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天發(fā)動(dòng)機(jī)和航天飛機(jī)上使用。可生產(chǎn)供應(yīng)各種變形產(chǎn)品，如薄板、中板、帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。

1.1 GH5188(GH188)材料牌號(hào) GH188

1.2 GH5188(GH188)相近牌號(hào) Haynes Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美國(guó)),KCN22W(法國(guó))。

1.3 GH5188(GH188)材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)    

GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板材規(guī)范》

Z9 0103-1990 《GH188合金板材技術(shù)條件》

Z9 132-1999 《焊接用GH188合金冷拉絲材技術(shù)條件》

Q/5B 4002-1992 《GH188合金冷軋帶材》

Q/5B 4003-1992 《GH188合金冷軋板材》

Q/5B 4014-1992 《GH188合金鍛件技術(shù)條件》

Q/5B 4020-1992 《K188合金熔模精密鑄件》

Q/5B 4022-1992 《GH188合金棒材》

Q/5B 4057-1992 《GH188高溫合金冷拉焊絲》

1.4 GH5188(GH188)化學(xué)成分  見表1-1。

1.5 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。

1.6 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。

1.7 GH5188(GH188)熔煉與鑄造工藝 合金采用真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝生產(chǎn)。精密鑄件采用真空感應(yīng)熔煉后由母合金錠真空重熔澆鑄而成。

1.8 GH5188(GH188)應(yīng)用概況與特殊要求 該合金在國(guó)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(guó)內(nèi)用該合金制成的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒和導(dǎo)向葉片等高溫部件已通過(guò)長(zhǎng)期試車考驗(yàn)，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。

二、GH5188(GH188)物理及化學(xué)性能

2.1 GH5188(GH188)熱性能                                        

2.1.1 GH5188(GH188)熔化溫度范圍  1300～1360℃[1]。

2.1.2 GH5188(GH188)熱導(dǎo)率  見表2-1。

2.1.3 GH5188(GH188)比熱容 見表2-2。

2.1.4 GH5188(GH188)線膨脹系數(shù) 見表2-3。

2.1.5 GH5188(GH188)熱擴(kuò)散率見表2-4。

2.2 GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3[2]。

2.3 GH5188(GH188)電性能 合金電阻率見表2-5。

2.4 GH5188(GH188)磁性能 合金無(wú)磁性。

2.5 GH5188(GH188)化學(xué)性能 

2.5.1 GH5188(GH188)抗氧化性能

2.5.1.1 GH5188(GH188)在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率見表2-6。

2.5.1.2 GH5188(GH188)GH5188、GP536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(yàn)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(yàn)，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(yàn)100周后試樣的重量損失見圖2-1。

2.5.2 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GP536。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(hào)燃油中含0.3%～0.45%硫，空氣-油的比例為30：1，試驗(yàn)時(shí)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(yàn)200h后的動(dòng)態(tài)熱腐蝕試驗(yàn)結(jié)果見圖2-2。

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。

① 持久試驗(yàn)任選一個(gè)溫度進(jìn)行。

② 試制時(shí)拉伸試驗(yàn)結(jié)果供參考。

四、GH5188(GH188)組織結(jié)構(gòu)

4.1 GH5188(GH188)相變溫度           

4.2 GH5188(GH188)時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 見圖4-1。

4.3 GH5188(GH188)合金組織結(jié)構(gòu) 

4.3.1 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(zhǎng)期暴露后，M6C會(huì)分解析出M23C6，某些爐號(hào)可能析出L相，該相在1180℃固溶或在870～980℃長(zhǎng)期暴露后重熔于基體。

4.3.2 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(jí)。

固溶溫度(保溫時(shí)間10min)對(duì)板材晶粒度級(jí)別的

影響見表4-1。

五、GH5188(GH188)工藝性能與要求

5.1 GH5188(GH188)成形性能

5.1.1 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。

5.1.2 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)。

5.1.3 GH5188(GH188)工藝塑性

5.1.3.1 GH5188(GH188)高溫扭轉(zhuǎn)塑性圖見圖5-1；高溫拉伸塑性圖見圖5-2。

5.1.3.2 GH5188(GH188)δ1.2mm板材供應(yīng)狀態(tài)的杯突試驗(yàn)擠壓深度為10.6～12.0mm[2]。

5.2 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(duì)比見表5-1。

5.3 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。

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