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GH2132 合金是一種 25Ni-15Cr-Fe 基變形高溫合金,主要用作 650℃下的渦輪盤(pán)和緊固件,其含有 Ti、Al 和其他微量合金元素, 主要通過(guò)時(shí)效析出 γ' 相 Ni3(Ti,Al)來(lái)強化,該合金的主要特征是在工作溫度和室溫都表現出相似的力學(xué)性能, 是由穩定的流變應力決定的,同時(shí)由于 Cr 的存在,有良好的抗腐蝕性能。由于此合金具有突出的抗松弛能力、耐腐蝕能力和良好的綜合性能, 適于作航空緊固件
GH2132 是我國試制的鐵基沉淀硬化型高溫合金,相當于美系 A286 高溫合金。該材料在 650 ℃ 以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度,并具有較好的加工塑性和滿(mǎn)意的焊接性能。在國內該合金已在航空領(lǐng)域獲得較為廣泛的應用,適合制造在 650 ℃ 以下長(cháng)期工作的航空發(fā)動(dòng)機高溫承力部件,如渦輪盤(pán)、壓氣機盤(pán)、轉子葉片和高溫緊固件等。
GH2132化學(xué)成分
GH2132時(shí)效制度對高溫合金的影響
1) 相比 GH2132 合金原定標準時(shí)效制度 720 ℃ ×16 h,采用 680 ℃ × 24 h 時(shí)效制度可大幅度提高合金的硬度、室溫強度、高溫強度,其持久斷裂時(shí)間可提高20% 以上。
2) 采用固溶處理工藝參數以保證晶粒度合格的前提下,提高航空發(fā)動(dòng)機 GH2132 合金持久性能的最佳時(shí)效制度為 680 ℃ × 24 h,緩慢冷卻。
3) GH2132 合金經(jīng) 680 ℃ × 24 h 時(shí)效后,疲勞壽命雖有所降低,但仍高達 40.44 萬(wàn)次,遠高于航空發(fā)動(dòng)機技術(shù)條件規定的 6.5 萬(wàn)次。所以,使用是安全可靠的。
GH2132熱處理制度
1) GH2132 合金熱處理后 γ'相的尺寸和數量均影響合金的強度,當時(shí)效溫度處于 690 ~ 720 ℃ 之間時(shí),γ'相具有最佳強化效果;
2) 時(shí)效溫度對合金的強度影響較大,隨時(shí)效溫度升高,合金的抗拉強度和屈服強度均升高。選擇合適的直接時(shí)效工藝,合金的抗拉強度和屈服強度也可以滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)要求;
3) 固溶處理對合金強度的影響相比于時(shí)效處理較小,但是固溶處理可以調整合金的晶粒尺寸。采用固溶處理與多次時(shí)效處理相結合的熱處理方案既可滿(mǎn)足合金對強度的要求,也可以降低成本,提高合金成品率。
GH2132熱處理
(1) GH2132 合金對單一固溶不敏感,抗拉強度保持在 700MPa 左右, 屈服強度保持在 300MPa 左右, 伸長(cháng)率和斷面收縮率都很高, 分別為 40%和70%左右。
(2) 710 ℃時(shí)效能將 固溶 后 的 GH2132 合 金 的抗拉強度提高 500MPa,達到 1200MPa,屈服強度提高 400MPa,達到 700 MPa,但會(huì )使伸長(cháng)率和斷面收縮率降低,仍然符合使用需求,分別為 25%和 40%左右。
(3) 經(jīng)過(guò)不同冷變形后合金可以使用兩種熱處理工藝來(lái)強化合金, 分別為固溶+時(shí)效制度和直接時(shí) 效制度。 固溶 + 時(shí) 效 熱 處 理 工 藝 為 900 ℃固 溶2.5 h 油冷,720℃×16 h+660℃×16 h 空冷, 保證 δ>22%時(shí),抗拉強度能達到 1240 MPa 以上,直接時(shí)效熱處理工藝為 680℃直接時(shí)效, 保證 δ>12%時(shí),抗拉強度能達到 1400MPa 以上。