高溫合金GH/NS
交期：7-10天
描述：GH2018是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度小于800°C。合金加入鉻、鎢和鉬等元素 進行固溶強化，加入鋁和鈦元素形成時效強化相。該合金具有較高的高溫強度水平，良好的抗氧化性能、 熱加工塑性、焊接和冷成形工藝性能。主要產品有冷軋薄板、熱軋中厚板等。
規格：冷軋薄板、中厚板、棒材、絲材、 鍛件和環形鍛件
GH2018高溫合金
1合金介紹（了解更多，可與13472787990聯系）
1.1概述
GH2018是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度小于800℃。合金加入鉻、鎢和鉬等元素進行固溶強化，加入鋁和鈦元素形成時效強化相。該合金具有較高的高溫強度水平，良好的抗氧化性能、熱加工塑性、焊接和冷成形工藝性能。主要產品有冷軋薄板、熱軋中厚板等。
1.2應用概況及特性
合金已用于制作航空發動機燃燒室零部件。
該合金在800℃長期時效期間析出σ相。
1.3材料牌號
GH2018(GH18)
1.4相近牌號
無。
1.5材料技術標準
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板規范
HB5199航空用高溫合金冷軋薄板
1.6熔煉工藝
采用真空感應爐十電渣重熔熔煉工藝。
1.7化學成分
摘自GB/T14995、GB/T14996,GJB1952A和HB5199,見表1-1。
元素 | C | Cr | Ni | W | Mo | Al | Ti | Fe |
質量分數/% | ≤0.06 | 18.00~21.00 | 40.00~44.00 | 1.80~2.20 | 3.70~4.30 | 0.35~0.75 | 1.80~2.20 | 余 |
元素 | B | Ce | Zr | Si | Mn | S | P | 一 |
質量分數/% | ≤0.015 | ≤0.02 | ≤0.05 | ≤0.60 | ≤0.50 | ≤0.015 | ≤0.020 | ~ |
1.8熱處理制度
摘自GB/T14995,GB/T14996、GJB1952A和HB5199,熱軋板和冷軋薄板的標準熱處理制度為:1100℃~1150℃/AC+800℃±;10℃*16h/AC,其中固溶保溫時間根據板材厚度而定。
1.9品種規格與供應狀態
摘自GB/T14995,GB/T14996、GJB1952A和HB5199。
1.9.1主要規格
S0.5mm~4.0mm冷軋薄板；S4mm~14mm熱軋板。
1.9.2供應狀態
熱軋板和冷軋薄板經固溶+酸堿洗+平整+矯直+切邊后供應。
2物理、彈性和化學性能
2.1熔化溫度范圍
2.2相變點
2.3熱導率（表2-1）
2.4電阻率
2.5熱擴散率（表2-2）
2.6比熱容（表2-3）
2.7線膨脹系數（表2-4）
2.8密度= 8.16
2.9磁性能
2.10彈性性能（表2-5）
表2-3
θ/℃ | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
c/[J/(kg·℃)] | 427 | 448 | 456 | 473 | 461 | 469 | 485 | 494 | 494 | 653 |
合金在空氣介質中，不同溫度試驗100h的氧化速率見表2-6。
表2-6
θ/℃ | 800 | 900 | 1000 | 1100 | |
100h的氧化速率/Eg/(m2-h)] | 0.0788 | 0.2905 | 0.3738 | 0.6555 | |
2.11.2耐腐蝕性能（了解更多，可與13472787990聯系）
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 | 熱處理 | θ/℃ | 拉伸性能 | 235MPa持久性能 | ||
σb/MPa | δ5/% | τ/h | δ5/% | ||||
2 | |||||||
GB/T14995 | 熱軋板冷軋（薄）板 | (1100~1150)℃/AC | 20 | 932 | 15.0 | 一 | 一 |
800 | 432 | 15.0 | 一 | ~ | |||
HB5199 | 冷軋薄板 | (1100~1150)℃/AC | 20 | 932 | 15.0 | ~ | ~ |
800 | 432 | 15.0 | 20 | 6.0 | |||
3.1.2生產檢驗數據、基值和設計許用值（表3-2）
表3-2
取樣 | θ/℃ | σb | δ5/% | ||||
MPa | Cv | ||||||
X | s | S | X | S | |||
冷軋板標準熱處理 | 20 | 1071 | S1. 6 | 932 | 0.0295 | 30 | 15 |
800 | 531 | 26.3 | 432 | 0.0496 | 41 | 15 | |
3.2短時力學性能
3.2.1硬度
3.2.2沖擊性能
3.2.3壓縮性能
3.2.4扭轉性能
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1板材不同溫度的拉伸性能見表3-3。
3.2.6.2板材經不同長期時效，不同溫度的拉伸性能見表3-4；經800℃長期時效，不同溫度的拉伸性能曲線見圖3-1；在不同溫度時效500h,不同溫度的拉伸性能曲線見圖3-2.
表3-3
取樣/mm | θ/℃ | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% |
S1.5冷軋板 | 20 | 1026 | 590 | 24.8 |
400 | 884 | ~ | 26.2 | |
550 | 835 | 487 | 25.4 | |
700 | 741 | 495 | 25.7 | |
780 | 558 | ~ | 22.2 | |
800 | 528 | 394 | 23.7 |
表3-4
時效規范 | 20℃拉伸 | 550℃拉伸 | 700℃拉伸 | 800℃拉伸 | 850℃拉伸 | |||||||||
θ/℃ | t/h | σb/MPa | σp0.2/MPa | δ5/% | σp0.2/MPa | δ5/% | σp0.2/MPa | δ5/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% |
750 | 500 | 1009 | ~ | 9 | 980 | 13.4 | 725 | 33.1 | 470 | ~ | 40.8 | 314 | ~ | 56.0 |
800 | 200 | 960 | 578 | 6.1 | 813 | 8.1 | ~ | ~ | 461 | 225 | 35.0 | 363 | 206 | 25.8 |
500 | 950 | ~ | 5.5 | 882 | 8.1 | 706 | 28.3 | 451 | 一 | 40.0 | 333 | ~ | 43 | |
1000 | 902 | ~ | 1.9 | 990 | 5.7 | 745 | 7.0 | 637 | ~ | 24.2 | 333 | 一 | 34.8 | |
850 | 200 | 941 | 588 | 5.9 | 804 | 6.0 | 一 | ~ | 461 | 265 | 33.0 | 333 | 206 | 28.5 |
500 | 745 | ~ | 2.7 | 853 | 5.5 | 725 | 19.6 | 461 | ~ | 32.8 | 333 | 一 | 33.4 | |
1000 | 706 | ~ | 3.3 | 745 | 7.8 | 627 | 19.4 | 392 | ~ | 35.4 | 353 | ~ | ~ | |
注：薄板經1130℃* 10min/AC+800℃±;10℃* 16h/AC+不同時效處理。 | ||||||||||||||
3.3持久和蠕變性能
3.3.1持久性能
3.1.1板材不同溫度的持久性能和持久強度見表3-5；持久熱強參數綜合曲線見圖3-3.
3.1.2板材經不同長期時效，不同試驗條件的持久性能見表3-6.
3.1.3板材經800℃不同時間長期時效，不同試驗條件的持久性能曲線見圖3-4；在不同溫度經500h時效，不同試驗條件的持久性能曲線見圖3-5.
表3-5
取樣/mm | 熱處理 | θ/℃ | σ/MPa | τ/h | δ5/% | στb/MPa | ||
σ10 | σ100 | σ200 | ||||||
S1.5冷軋板 | 1130℃*10min/AC | 700 | ~ | ~ | ~ | ~ | ~ | 320 |
750 | 274 | 153 | 20 | ~ | 290 | 250 | ||
800 | 176 | 277 | 21 | 280 | 200 | 170 | ||
850 | 103 | 183 | 22 | ~ | 一 | ~ | ||
900 | 75 | 90 | 37 | ~ | ~ | ~ | ||
①根據熱強參數綜合曲線和持久性能數據確定。 | ||||||||
表3-6
取樣/mm | 時效規范 | 750℃、275MPa持久 | 800℃、177MPa持久 | 850℃、103MPa持久 | ||||
θ/℃ | t/h | τ/h | δ5/% | τ/h | δ5/% | τ/h | δ5/% | |
S1.5冷軋板1130℃*10min/AC+800℃±;10℃*16h/AC | 750 | 500 | 84~111 | 14.4~26.5 | 161~188 | 20.0~26.8 | 86~250 | 28.0~28.5 |
800 | 200 | 39~45 | 24.4~37.6 | 105~140 | 21.4~29.2 | 140~144 | 34.0~35.2 | |
500 | 44~50 | 21.5~39.5 | 91~109 | 14.0~30.0 | 187~241 | 35.0~42.5 | ||
1000 | 22~27 | 45~48.5 | 82~87 | 4.0~13.6 | 99~126 | 26.5~27.5 | ||
850 | 200 | 13~39 | 25.6~34 | 47~68 | 18.0~38.4 | 97~100 | 32.0 | |
500 | 15~42 | 6.8~7.6 | 27~41 | 24.5~47.5 | 45~122 | 51.5~52.5 | ||
1000 | 9~13 | 21.0 | 10~26 | 24.0~40.0 | 81~171 | 30.0~32.0 | ||
圖3-4板材經800℃長期時效，不同試驗條件的持久性能曲線⑴薄板，經標準熱處理+800℃時效
圖3-3板材持久熱強參數綜合曲線薄板，經標準熱處理
3.3.2蠕變性能
3.3.2.1板材不同溫度和應力、100h的蠕變性能見表3-7.
3.3.2.2板材800℃和850℃的不同應力的蠕變曲線見圖3-6.
圖3-5板材經不同溫度時效500h,不同試驗條件的持久性能曲線⑴薄板，經標準熱處理+500h時效
薄板，經標準熱處理
取樣/mm | 熱處理 | θ/℃ | 100h的蠕變性能 | ||
δ/MPa | εt/% | εp/% | |||
S1.5 | 標準熱處理： | 700 | 333 | 1.202~2.24 | 0.447~2.080 |
780 | 116 | 0.112~0.140 | 0.028~0.059 | ||
續表3-7
取樣/mm | 熱處理 | θ/℃ | 100h的蠕變性能 | ||
δ/MPa | εt/% | εp/% | |||
1.5冷軋板 | 標準熱處理： | 800 | 98 | 0.334~0.367 | 0.295~0.763 |
850 | 69 | 0.287~0.382 | 0.223~0.315 | ||
900 | 33 | 0.670~0.727 | 0.612~0.652 | ||
標準熱處理+750℃*500h/AC | 780 | 116 | 0.275~0.313 | 0.183~0.228 | |
標準熱處理+800℃*200h/AC | 850 | 103 | 1.763~2.966 | 1.619~2.794 | |
標準熱處理+850℃*200h/AC | 780 | 116 | 0.344~0.375 | 0.235~0.277 | |
3.4疲勞性能
3.4.1高周疲勞
板材800℃的彎曲振動疲勞極限見表3-8,疲勞S-N曲線見圖3-7o
表3-8
取樣/mm | 熱處理 | θ/℃ | 周 | MPa |
S1.5冷軋板 | 1130℃* 10min/AC+800℃±; 10℃* 16h/AC | 800 | 265 |
3.4.2低周疲勞（了解更多，可與13472787990聯系）
3.4.3特種疲勞
板材不同循環溫度的冷熱疲勞性能見表3-9。
表3-9
取樣/mm | 熱處理 | N=15。周、800℃=20℃,裂紋長度/mm | N=100周、850℃~20℃,裂紋長度/mm | N=50 周、900℃~20℃,裂紋長度/mm |
S1.5冷軋板 | 標準熱處理 | 0.48 | 0.43 | 0.45 |
標準熱處理+800℃*200h/AC | 4.20 | 2.99 | 1.32 | |
標準熱處理+850℃*200h/AC | 2.53 | 2.25 | 0.48 | |
注：標準熱處理：1130℃* 10min/AC+800℃±; 10℃* 16h/AC。 | ||||
3.5裂紋擴展速率
3.6斷裂韌度
3.7松弛性能
4工藝性能與要求
4.1成形工藝與性能（表4-1）
4.2工藝性能
4.2.1杯突試驗結果見表4-2。
4.2.2在鉗口半徑5倍于板材厚度時，供應狀態S1. 5mm冷軋板反復彎曲至斷裂次數為23次~26次。
4.3焊接性能
該合金板材焊接性能比固溶強化的Fe-Cr-Ni基高溫合金板材要差，可以釆用氬孤焊工藝。應在板材表面清理干凈后，在固溶狀態下焊接，焊后進行時效處理。氬弧焊接頭力學性能見表4-3.
表4-1
加工類型 | 加熱溫度 | 開鍛(軋)/終鍛(軋)溫度 | 備注 |
鋼錠開坯 | 1140P~1160P | 終鍛2900℃ | 鋼錠入爐溫度要求低于700℃ ； 中間淬火溫度為：1120℃~1150℃； 成品淬火溫度為：1100℃~1140℃ |
板坯軋制 | 1140℃~1160℃ | 終軋2950℃ | |
冷軋薄板 | - | - | 冷軋變形量為30%~50%,開始再結晶溫度約為900℃，完成再結晶溫度約為1000℃ |
表4-2
取樣/mm | 熱處理 | 陰模直徑/mm | 陽模直徑/mm | 杯突深度/mm |
δ1.5冷軋板 | 1130℃*10min/AC | 17 | 14 | 6.80~7.45 |
表4-3
取樣/mm | 工藝條件 | 焊絲 | θ/℃ | 接頭拉伸性能 | 接頭持久性能 | |
σb/MPa | σ/MPa | τ/h | ||||
S1. 5冷軋板 | 1130℃*10min/AC； | HGH2018 | 20 | 1058~1068 | 176 | ~ |
800 | 441~470 | 133~318 | ||||
HGH-1 | 20 | 1029~1068 | ~ | |||
800 | 431~470 | 77~173 | ||||
HGH-22 | 20 | 1058~1068 | ~ | |||
800 | 441~480 | 142~213 | ||||
4.4零件熱處理工藝
冷沖零件中間退火和沖壓零件最終固溶處理規范一致，為(1120~1150)℃*(8~12)min/AC。焊接時效件規范為800℃* 16h/AC。
4.5表面處理工藝
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（了解更多，可與13472787990聯系）
5.2時間-溫度-組織轉變曲線
5.3典型組織
合金在固溶狀態為奧氏體，含有一次MC型碳化物和微量硼化物。
經時效處理后，從合金基體中析出γ′和碳化物，其中ω（γ′）約占合金的7%。合金在長期時效后析出σ相和碳化物。在800℃長期時效500h后,ω由0.11%增至1.58%。
參考文獻
略。。
