GH3039高溫鎳鉻合金 GH39燃燒室零部件用材 高溫薄板

中國牌號：GH3039/GH39、GH39 (GH3039)

俄羅斯牌號：ЭИ602/XH75MБГЮ 

一、GH3039 概述

    GH3039為單相奧氏體型固溶強化合金，在800℃以下具有中等的熱強性和良好的熱疲勞性能，1000℃以下抗氧化性能良好。長期使用組織穩(wěn)定，還具有良好的冷成形性和焊接性能。適宜于850℃以下長期使用的航空發(fā)動機燃燒室和加力燃燒室零部件。該合金可以生產(chǎn)板材、棒材、絲材、管材和鍛件。

    1.1 GH3039 材料牌號  GH3039(GH39)

    1.2 GH3039 相近牌號  ЭИ602，ХН75МБГЮ(俄羅斯）

    1.3 GH3039 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

    1.4 GH3039 化學(xué)成分  見表1-1。 

                                                          表1-1%

CCr NiMoAlTiNbFeMnSiPS

不大于

≤0.0819.0～22.0 余1.80～2.300.35～0.750.35～0.750.90～1.303.000.400.800.0200.012

    注：1.合金中允許有Ce存在。

        2.合金中ω(Cu)=0.20%。                                     

    1.5 GH3039 熱處理制度 熱軋及冷軋板材和帶材固溶處理：1050～1090℃，空冷。棒材及管材固溶處理：1050～1080℃，空冷或水冷。

    1.6 GH3039 品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)各種規(guī)格的熱軋板、冷軋板、帶材、棒材、絲材、管材、和鍛件。板材、帶材和管材固溶處理和酸洗后交貨。絲材于冷加工狀態(tài)或固溶狀態(tài)供應(yīng)棒材不熱處理交貨。

    1.7 GH3039 熔煉和鑄造工藝 合金采用電弧爐熔煉、電弧爐或非真空感應(yīng)爐加電渣重熔或真空電弧重熔以及真空感應(yīng)爐加電渣或真空電弧重熔工藝。

    1.8 GH3039 應(yīng)用概況與特殊要求 用該合金材制作的航空發(fā)動機燃燒室及加力燃燒室零部件，經(jīng)過長期的生產(chǎn)和使用考驗，使用性能良好。

二、GH3039 物理及化學(xué)性能

    2.1 GH3039 熱性能

2.1.1 GH3039 熱導(dǎo)率 見表2-1。

                                                        表2-1

θ/℃100200300400500600700800900

λ/（W/（m·℃））13.815.517.218.820.521.823.425.126.8

    2.1.2 GH3039 比熱容 見表2-2。  

2.1.3 GH3039 線膨脹系數(shù) 見表2-3。

                                                        表2-2

θ/℃150200300400500600700800

c/(J/(kg.K))5445746366457627799211047

                                                        表2-3

θ/℃20～10020～20020～30020～40020～50020～60020～70020～80020～90020～1000

α/10-6℃-111.512.413.213.513.814.314.915.315.816.4

    2.2 GH3039密度  ρ=8.3g/cm3。

2.3 GH3039電性能 室溫電阻率ρ=1.18×10-6Ω·m。

    2.4 GH3039磁性能  合金無磁性。 

    2.5 GH3039化學(xué)性能

2.5.1 GH3039抗氧化性能 

  2.5.1.1 GH3039在空氣介質(zhì)中經(jīng)100h試驗后的氧化速率見表。 

    2.5.1.2 GH3039合金在高溫下長期工作時，有產(chǎn)生沿晶界氧化的傾向。在900～1100℃暴露100h后的沿晶氧化深度見表2-5。

     2.5.1.3 GH3039合金在高溫下100h內(nèi)的氧化增重見圖2-1。

                                                         表2-4

θ/℃900100011001200

氧化速率/(g/(m2· h))0.0740.2510.5351.061

                                                         表2-5

θ/℃900 10001100

沿晶界氧化深度/mm0.0200.0520.068

三、GH3039力學(xué)性能

   GH3039技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的力學(xué)性能見表3-1。

                                                         表3-1

標(biāo)準(zhǔn)號 

 品種室溫拉伸性能800℃拉伸性能

σb/MPaδ5/%φ/%σb/MPaδ5/%φ/%

GJB 1952-1994冷軋板73540-24540-

GJB 2297-1995航空用管685①40①-24540-

GJB 3165-1998棒材73540-2454040

GJB 3317-1998熱軋板73540452454050

GJB 3318-1998冷軋帶735②40①----

GB/T 15062-1994一般用管63535----

注：①外徑>30mm,壁厚>3.0mm管材室溫σb≥635MPa,δ5≥30%。

    ②δ≤0.25mm帶材的室溫σb≥660MPa,δ5實測。

四、GH3039組織結(jié)構(gòu)

    4.1 GH3039相變溫度 

    4.2 GH3039時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 

4.3 GH3039合金組織結(jié)構(gòu) 

4.3.1 GH3039合金固溶狀態(tài)為單相奧氏體，并含有少量的Ti(CN)、NbC及M32C6碳化物。經(jīng)600～900℃長期時效或使用后，有M32C6型碳化物析出，600～700℃時效后析出的碳化物顆粒細(xì)小，均勻分布于晶內(nèi)和晶界，時效溫度高于700℃時，主要沿晶界析出并聚集長大。合金中不形成有害相，組織穩(wěn)定性較好。

4.3.2 GH3039冷軋薄板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供應(yīng)狀態(tài)晶粒度的要求為5～8級。

五、GH3039工藝性能與要求

    5.1 GH3039成型性能

5.1.1 GH3039鍛造 合金具有良好的熱加工工藝塑性，變形性能良好。鍛造加熱溫度1170～1190℃，終鍛溫度不低于900℃，一次加熱的變形量為50%。

5.1.2 GH3039軋制 板材荒軋溫度1100～1140℃，精軋溫度1050～1100℃，終軋溫度不低于850℃。經(jīng)電渣或真空自耗重熔的合金軋制時，精軋溫度應(yīng)稍低于電弧爐熔煉的合金。熱軋終軋道次變形量應(yīng)不低于13%，薄板冷軋變形量30%～55%。

5.1.3 GH3039沖壓性能 供應(yīng)狀態(tài)薄板具有良好的沖壓習(xí)慣你能，沖壓的系數(shù)見表5-1，一般工作系數(shù)為系數(shù)的80%～90%。供應(yīng)狀態(tài)δ1.5mm薄板反復(fù)彎壓至斷裂次數(shù)為20～29次；杯突試驗深度為10.7～12.0mm。δ8.5mm熱軋中板經(jīng)深沖后應(yīng)立即（不得超過12h）進行中間固溶處理，以消除應(yīng)力。

表5-1[9]

深沖系數(shù)翻邊系數(shù)壓窩系數(shù)最小彎曲半徑

平頭陽模球頭陽模

2.10～2.141.85～2.000.30～0.330.45～0.531δ①

    ① δ為板厚。