高溫合金GH3030介紹
GH3030 是早期發展的80Ni-20Cr固溶強化型高溫合金,化學成分簡單,在800℃以下具有滿意的熱強性和高的塑性,并具有良好的抗氧化、熱疲勞、冷沖壓和焊接工藝性能。合金經固溶處理后為單相奧氏體,使用過程中組織穩定。主要產品是冷軋薄板,也可以供應棒材、環件、絲材和管材等變形產品。主要用于800℃以下工作的渦輪發動機燃燒室部件和在1100℃以下要求抗氧化但承受載荷很小的其他高溫部件
GH3030 材料牌號 GH3030(GH30)
GH3030 相近牌號 ЭИ435,XH78T(俄羅斯)
GH3030 材料的技術標準
GJB 1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規范》
GJB 2297-1995《航空用高溫合金冷拔(軋)無縫管規范》
GJB 2611-1996《航空用高溫合金冷拉棒材規范》
GJB 2612-1996《航空用高溫合金冷拉絲材規范》
GJB 3020-1997《航空用高溫合金環坯規范》
GJB 3317-1998《航空用高溫合金熱軋板規范》
GJB 3318-1998《航空用高溫合金冷軋帶材規范》
GJB 3165-1998《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》
GJB 3167-1998《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規范》
GB/T 15062-1994 《一般用高溫合金管》
GH3030 化學成分
C | Cr | Ni | Ti | Al | Fe | Mn | Si | P | S |
不大于 |
≤0.12 | 19.0~22.0 | 余 | 0.15~0.35 | 0.15 | 1.5 | 0.7 | 0.8 | 0.03 | 0.02 |
注:.棒材和環坯標準規定,ω(Cu)≤0.20%。
熱軋板、冷軋板、冷軋帶、管材、絲材和冷鐓用冷拉絲材標準規定,ω(Fe)≤1.00%,ω(P)≤0.015%,ω(S)≤0.010%,ω(Pb) ≤0.001%,ω(Cu)≤0.007%。
GH3030 熱處理制度 固溶溫度為980~1020℃,冷卻方式對熱軋板、冷軋薄板和環坯均為空冷,冷鐓用絲材和冷拉棒材為水冷或空冷,管材為水冷。
GH3030 品種規格和供應狀態 可生產各種規格的變形產品,棒材和環坯不經熱處理交貨;熱軋板和冷軋薄板及管材經固溶和酸洗后供應;焊絲于冷拉狀態、固溶和酸洗狀態或半硬態成盤狀交貨;冷鐓用絲材于固溶、酸洗狀態成盤狀或直條狀、固溶直條狀磨光或冷拉狀態交貨;管材于固溶、酸洗狀態交貨;冷拉棒以退火、退火加酸洗、退火加磨光或冷拉狀態交貨。
GH3030 熔煉和鑄造工藝 電弧爐熔煉或電弧爐熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔,非真空感應爐加電渣熔或真空電弧爐重熔或真空雙聯工藝。
GH3030 應用概況與特殊要求 該合金已在航空發動機上經過了長期使用考驗,主要用于燃燒室和加力燃燒室零部件以及機匣安裝邊等零部件。
GH3030 物理及化學性能
GH3030 熱性能
GH3030 熔化溫度范圍 1374~1420℃。
GH3030 熱導率 。
GH3030 比熱容 。
2.1.4 GH3030線膨脹系數。
2.1.5 GH3030黑度
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(m·℃)) | 15.1 | 16.3 | 18.0 | 19.3 | 20.9 | 22.2 | 23.4 | 25.1 | 26.4 |
θ/℃ | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
c/(J/(kg.K)) | 565.2 | 598.7 | 674.1 | 741.1 | 820.6 | 971.3 |
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 |
α/10-6℃-1 | 12.8 | 13.5 | 14.3 | 15.0 | 15.5 | 16.1 | 17.0 | 17.5 | 18.0 |
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
黑度① | 0.17 | 0.17 | 0.18 | 0.18 | 0.19 | 0.27 | 0.51 | 0.52 | 0.53 |
①為全輻射黑度(空氣中試驗)。
GH3030密度 ρ=8.4g/cm3[1]。
GH3030電性能 不同溫度的電阻率
θ/℃ | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
ρ/(10-6Ω.m) | 1.090 | 1.099 | 1.108 | 1.117 | 1.127 | 1.153 | 1.135 | 1.126 | 1.123 |
GH3030磁性能 合金無磁性。
GH3030化學性能
GH3030抗氧化性能 合金在空氣介質中試驗100h后的氧化速率。
θ/℃ | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
氧化速率/(g/(m2.h)) | 0.0535 | 0.1560 | 0.3905 | 0.5810 |
GH3030合金在高溫下氧化腐蝕深度。
θ/℃ | 氧化腐蝕深度/mm | θ/℃ | 氧化腐蝕深度/mm |
500h | 1000h | 1500h | 3000h | 10000h | 500h | 1000h | 1500h | 3000h | 10000h |
900 | 0.002 | 0.003 | --- | 0.006 | 0.009 | 1000 | 0.0075 | 0.0085 | --- | 0.014 | 0.019 |
950 | 0.0045 | 0.006 | 0.007 | 0.0095 | 0.013 | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
GH3030力學性能
優質棒材技術標準規定的性能。
標準號 | 品種 | 試樣狀態 | σb/MPa | δ5/% | σb/MPa | δ5/% |
|
20℃ | 700℃ |
|
不小于 |
GJB 1952-1994 | 冷軋薄板 | 980~1020℃,空冷 | 685 | 30 | 295 | 30 |
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GJB 2611-1996 | 冷拉棒 | 980~1020℃,水(空)冷 | 685 | 30 | - | - |
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GJB 2297-1995 | 冷拉管 | 980~1020℃,水冷 | 635① | 35① | 295 | 30 |
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GJB 3020-1997 | 環坯 | 980~1020℃,空冷 | 635② | 30② | - | 30② |
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GJB 3317-1998 | 熱軋板 | 980~1020℃,空冷 | 685 | 30 | 295 | 30 |
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GJB 3318-1998 | 冷軋帶 | 980~1020℃,空冷 | 685③ | 30③ | - | - |
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GJB 3165-1998 | 棒材 | - | - | - | - | - |
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GJB 3167-1998 | 冷鐓用絲 | 980~1020℃,水(空)冷 | ≤785 | ≥30 | - | - |
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GB/T 15062-1994 | 管材 | 980~1020℃,水冷 | 590 | 35 | - | - |
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注:①外徑>30mm,壁厚>3.0mm管材的室溫σb≥590MPa,δ5≥30%。
②環坯性能供參考。
③δ≤0.25mm帶材的室溫σb≥615MPa,δ5≥實測。
GH3030組織結構
相變溫度
時間-溫度-組織轉變曲線
合金組織結構 經1000℃固溶處理后為單相奧氏體組織,間有少量TiC和Ti(CN)。700~800℃長期時效后,析出Cr7C3型碳化物,析出量少,對合金性能影響不大。
GH3030工藝性能與要求
成型性能
鋼錠鍛造開坯裝爐溫度不高于800℃,加熱溫度為1180~1200℃,終鍛溫度不低于900℃,一次加熱的變形程度為50%,板材熱軋加熱溫度有1160~1180℃,冷軋壓率為30%左右。
反復彎曲及杯突性能。
試樣厚度/mm | 試樣狀態 | 反復彎曲次數 | 杯突深度/mm |
1.5 | 980~1020℃,空冷 | 27 | 11.0 |
沖壓性能。
深沖 | 翻邊 | 壓窩(平頭) | 壓窩(球頭) | 彎曲 |
極限深沖系數 | 工作深沖系數 | 極限翻邊系數 | 工作翻邊系數 | 極限平沖系數 | 工作平沖系數 | 極限球壓系數 | 工作球壓系數 | 最小彎曲半徑 | 工作彎曲系數 |
2.07 | 1.73 | 1.72 | 1.46 | 0.3 | 0.26 | 0.45 | 0.40 | 1δ① | 1.5δ① |
① δ為板材厚度(mm)。
焊接性能 合金焊接性能優良,可進行氬弧焊、點焊、縫焊和釬焊。氬弧焊時熔池流動性和成形性能均良好,裂紋傾向性小;接觸焊時有較寬的規范參數范圍。該合金可與1Cr18Ni9Ti、GH1140、GH3039、GH3044、GH3128等合金組合進行焊接。
手工氬弧焊(對接)規范。
厚度/mm | 焊前狀態 | 焊絲 | 電流/A | 電壓/V | 氣體流/(L/min) | 鎢極直徑/mm |
牌號 | 直徑/mm |
1.0 | 固溶 | HGH3030 | 1.0~1.6 | 40~70 | 10~15 | 4~6 | 1.6 |
1.5 | 1.6~2.0 | 60~90 | 10~15 | 5~7 | 2.0 |
1.8 | 1.6~2.0 | 70~110 | 10~15 | 6~8 | 2.0 |