一、GH3128概述GH3128是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金,具有高的塑性,较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。其综合性能优于GH3044和GH3536等同类镍基固溶合金。适合于制造在950℃下长期工作的航空发动机的燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、调节片及其他高温零、部件,主要产品为冷轧薄板,也可供应热轧板、棒材、锻件、丝材和管材。
1.1GH3128材料牌号GH3128(GH128,红星11号)
1.2GH3128相近牌号
1.3GH3128材料的技术标准
GJB1952-1994《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GJB2612-1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB3317-1998《航空用高温合金热轧板规范》
1.4GH3128化学成分见表1-1。
表1-1 %
C | Cr | Ni | W | Mo | Al | Ti | Fe | B | Zr | Ce | Mn | Si | P | S |
不大于 |
0.05 | 19.0~22.0 | 余量 | 7.5~9.0 | 7.5~9.0 | 0.40~0.80 | 0.4~0.80 | 0.2 | 0.005 | 0.06 | 0.05 | 0.50 | 0.80 | 0.013 | 0.013 |
注:B、Ce、Zr按计算量加入。
1.5GH3128热处理制度交货状态固溶温度为1140~1180℃,空冷。高温性能经1200℃补充固溶处理后进行检验。
1.6GH3128品种规格和供应状态供应的冷轧薄板δ0.8~4.0mm、热轧板δ4~14mm、冷拉焊丝d0.3~10mm。冷轧板和热轧板于固溶和酸洗后供应;焊丝于冷拉、半硬或固溶和酸洗状态供应。
1.7GH3128熔炼和铸造工艺非真空或真空感应炉加电渣重熔。
1.8GH3128应用概况与特殊要求合金适用于制造在950℃以下工作的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件,使用效果良好。
二、GH3128物理及化学性能
2.1GH3128热性能
2.1.1GH3128(GH128)熔化温度范围1340~1390℃[1]。
2.1.2GH3128(GH128)热导率见表2-1。
表2-1[2]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 950 |
λ/(W/(m·℃)) | 11.30 | 12.56 | 14.24 | 15.49 | 16.75 | 18.42 | 19.68 | 21.35 | 23.02 | 23.86 |
2.1.3GH3128线膨胀系数见表2-2。
2.1.4GH3128热扩散率见表2-3。
表2-2[2]
θ/℃ | 18~100 | 18~200 | 18~300 | 18~400 | 18~500 | 18~600 | 18~700 | 18~800 | 18~900 | 18~1000 |
α/10-6℃-1 | 11.25 | 11.86 | 12.68 | 12.80 | 13.37 | 13.68 | 14.46 | 15.19 | 15.66 | 16.29 |
2.2GH3128密度ρ=8.81g/cm3[2]。
2.3GH3128电性能电性阻率表2-4。
2.4GH3128磁性能合金无磁性[3]。
表2-3[2]
θ/℃ | 25 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Q/(10-6m2/S)) | 2.30 | 2.49 | 2.78 | 3.08 | 3.39 | 3.69 | 3.88 | 4.16 | 3.92 | 4.16 |
表2-4[2]
θ/℃ | 17 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 |
p/(10-6Ω.M)) | 1.37 | 1.42 | 1.39 | 1.40 | 1.39 | 1.38 | 1.38 | 1.39 |
2.5GH3128化学性能
2.5.1GH3128抗氧化性能合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-5。
表2-5[1]
θ/℃ | 900 | 1000 | 1100 |
氧化速率/(g/(m2·h)) | 0.055 | 0.236 | 0.269 |
2.5.2耐腐蚀性能海洋性燃气腐蚀性能见表2-6。
表2-6[3]
试验制度 | 试样尺寸/mm | 失重/(mg/cm2) | 宏观检查 |
900℃,27h | 1.51530 | 2.2 | 表面完好 |
注:试验条件是空气与燃料之比为39:1,盐氛浓度为10610-6,燃料为0号柴油。
三、GH3128力学性能
GH3128标准规定的性能见表3-1。
表3-1
品种 | 试样状态 | θ/℃ | 拉伸性能 | 持久性能 |
σb/MPa | δ5/% | σ/MPa | δ/mm | t/h | δ5/% |
不小于 |
热轧板 | 交货状态 | 20 | 735 | 40 | - | - | - | - |
交货状态+1200℃,空冷 | 950 | 175 | 40 | - | - | - | - |
冷轧薄板 | 交货状态 | 20 | 735 | 40 | - | - | - | - |
交货状态+1200℃,空冷 | 950 | 175 | 40 | 规范Ⅰ 54 | >1.2 1.2 | ≥23 ≥20 | 实测 实测 |
规范Ⅱ 39 | ≥1.5 <1.5~1.0 1.0 | ≥100 ≥80 ≥70 | 实测 实测 实测 |
注:持久性能的初次检验按规范Ⅰ进行。按规范Ⅰ进行检验不合格时,允许按规范Ⅱ重新检验。
四、GH3128(GH128)组织结构
4.1GH3128相变温度
4.2GH3128时间-温度-组织转变曲线μ相的析出曲线见图4-1。
4.3GH3128合金组织结构合金在固溶状态为单相奥氏体组织,含有少量细小均匀分布的TiN和M6C。在长期时效过程中析出M6C、μ、αw和M23C6相。μ相的析出温度范围是700~1050℃,析出量为3.49%。M23C6相在700~800℃时效后析出,析出量仅为0.14%。aw相是在900℃长期时效后发现的,200h达到析出高峰,其量为0.86%。断续延长时效时间,板出量下降。时效时间对析出量的影响见图4-2。
五、GH3128(GH128)工艺性能与要求
5.1GH3128成形性能
5.1.1GH3128板材反复弯曲和冲压性能见表5-1。
5.1.2GH3128加工工艺参数钢锭锻造时装炉温度不高于700℃,加热温度为1160℃±10℃,
终锻温度大于900℃;板坯轧制加热温度为1170℃±10℃,终轧温度大于900℃;薄板热轧加热温度为1140~1180℃,终轧温度大于800℃。冷轧总压下率为30%~50%。
表5-1[1]
熔炼工艺 | 试样厚度/mm | 试样状态 | 反复弯曲次数 | 杯突深度/mm | 极限深冲系数 |
感应加电渣 感应加真空电弧 | 1.5 1.5 | 1150℃,空冷 供应状态 | 24 30 | 11.5 12.9 | 2.0 --- |
5.2GH3128焊接性能板材焊接性能良好,可采用氩弧焊、缝焊和点焊等方法焊接,均能得到满意的焊接接头质量,接头强度系数大于90%,该合金可与GH3044、GH3039、GH1140、GH3030和1Cr18Ni9Ti等板材焊接。
