一、GH1131铁基高温合金概述:
GH1131是一种以钨、钼、铌、氮等元素复合固溶强化的高性能铁基高温合金,含镍量约为28%,但其热强性水平却与GH3044合金。 合金具有良好的热加工塑性和焊接、冷成型工艺性能。可用于制作在700~1000℃短时工作的火箭发动机和在700病理学750℃长期工作的航空发动机的高温部件。
1、GH1131(GH131) 材料的技术标准:
YB/T5245-1993 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》 GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》 GJB 1952-1994 《航空用高温合金冷轧薄板规范》 GB/T14995-1994 《高温合金热轧钢板》 GB/T14992-1994 《高温合金牌号》
2、对应牌号
中国牌号:GH1131/GH131铁基高温合金
相近牌号:Х21Н28В5М3БАР ЭЛ126,ВЖ100(俄罗斯)
二、GH1131(GH131)高温合金化学成分:
W≤ 4.80-6.00
Si≤ 0.8
S≤ 0.02
P≤ 0.02
Ni≥ 25.0-30.0
Nb≤ 0.70-1.30
N≤ 0.15-0.30
Mo≥ 2.80-3.50
Mn≤ 1.2
Fe≤ 余量
Cu≤ -
Cr≥ 19.0-22.0
C≤ 0.1
B≤ 0.005
三、GH1131(GH131) 物理及化学性能:
GH1131高温合金大体上有三种划分方式:根据基体元素种类、根据合金强化类型和根据材料成型方式。
GH1131高温合金产品以非标准化为主,因此生产工艺较为复杂,但基本可以可分为三个步骤:熔炼、铸造和热加工,粉末冶金工业则将铸造工艺替代为热压。
GH1131高温合金凭借优异的抗氧化和抗热腐蚀性能在航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、核电、石油化工等多个领域广泛应用。
GH1131高温合金的发展动力直接来自于燃气涡轮发动机,特别是航空领域涡轮发动机推力和效率日益增长、工作温度不断提高的需要。高温合金的发展过程大致经历了三个阶段,使得合金的承温能力每年大约提高10℃。
现代高温合金具有如下特征:
(1)合金化程度高.
(2)微量元素难以控制和掌握.
(3)合金中含有铝、钛等较活泼元素,在熔炼中易氧(氮)化烧损,并生成夹杂物而影响合金的纯净度.
(4)钨、钼、铌、铝、钛的同时大量存在,会引起偏析和组织的不均匀。
(5)合金对气体含量要求非常严格,热加工性能差.
GH1131镍元素具有的原子结构和稳定的晶体结构,室温直至熔点的温度范围始终保持FCC结构不变,同时,镍对许多合金元素具有较强的固溶能力,可以进行充分的合金化,因此镍具有作为高温合金基体元素的*内在属性.尤其是镍基高温合金中,可以析出Z1.结构的y相",这是镍基高温合金中的强化方式,保证了镍基高温合金优良的综合性能.因此,镍基高温合金是在航空发动机及地面和海洋用燃气轮机中应用最为广泛的高温材料。
高温合金是非常有生命力和发展前途的未来材料,而且它正在进入"工艺时期"的第二个时代,其主要的发展趋势包括以下几个方面9:
(1)高温合金的熔炼方法 用铼作为合金化元素以最大限度地提高高温合金的高温蠕变强度。
(2)含一定量铅、镧及钇(提高氧化抗力)的无涂层合金的开发。
(3)更广泛地应用定向凝固和单晶涡轮叶片及导向叶片铸件。
(4)提高涡轮盘合金洁净程度以便最大限度减少涡轮盘合金的固有内部缺陷。
(5)更广泛地应用等温锻造以使涡轮盘中获得均匀尺寸的晶粒.
(6)更广泛地应用预合金化粉末进行生产的涡轮盘合金。
(7)更广泛地应用热等静压致密化的细晶铸造涡轮机叶轮.
(8)广泛地发展和应用混合部件,这种混合部件是利用扩散联结方法,将两个或更多种零件连接在一起形成整体合金部件.
(9)由于陶瓷和金属间化合物首先在短寿命发动机上获得了特殊的应用,因此这些材料的竞争将变得更加激烈.尽管在一些特殊的领域不断有新材料涌现,但镍基高温合金仍将是燃气轮机行业的主要的材料.这是由于它们具有良好的适应性和可修复性,即采用铸造、锻造和粉末冶金工艺可以制造出各种尺寸的燃气轮机部件。
1、锻件在GH1131硬度能达到多少HRC
GH1131单晶高温合金的热处理工艺全部采用固溶热处理。
1、为什么又对高温合金进行退火热处理?有那几种退火工艺?
主要是为了降低材料硬度,提高塑韧性,也称软化热处理。分应力消除处理和再结晶退火处理
2、用于扩散脱氧的脱氧剂?沉淀脱氧的脱氧剂?
用于扩散脱氧的脱氧剂有铝粉、矽钙粉,用于沉淀脱氧的脱氧剂有矽钙块、金属钙、铝钡合金、铝块等。
3、GH1131高温合金感应熔炼的特点?如何装涂?
特点:
(1)感应炉采用电磁感应加热来溶化金属,在冶炼过程中不会增碳,因而可以冶炼含碳量很低的合金。
(2)由于没有电弧炉那样的高温区,金属吸气的可能性小,熔炼出的合金含气量低。
(3)感应炉电磁搅拌作用,使冶炼过程中化学成分和温度均匀,并且能够调整和控制温度,保证操作稳定性。
(4)由于感应炉单位质量金属的液面面积较电弧炉小,而且没有电弧炉的局部高温区,为减少Al,Ti等易氧化元素的烧损 创造了条件。
4、GH1131高温合金有哪几种常见的铸造工艺?
有熔模精密铸造、定向凝固及单晶铸造、细晶铸造、喷涂铸造
5、GH1131高温合金定向凝固满足的条件?
(1)在整个凝固过程中,铸件的固-液相界面上的热流应保持单一方向流动,使成长晶体的凝固界面沿一个方向推进。
(2)结晶前沿区域内必须维持正常温度梯度,以阻止其他新晶核的形成。
6、GH1131单晶高温合金的优点。
弹性模量小从而热疲劳性能成倍提高,蠕变强度及持久性能高
7、GH1131高温合金化特征
合金液-固相线温度明显降低、合金基体再结晶温度提高,热扩散系数降低、热变形抗力增加,塑形降低
8、粉末高温合金的优点
(1)粉末颗粒细小凝固速度快,消除了合金元素的偏析,改善了合金的热加工性
(2)合金的组织均匀性能稳定,使材料的使用可靠性大大提高
(3)粉末高温合金具有细小的晶粒组织,显著提高了中低温强度和抗疲劳性能
(4)粉末高温合金可以进行超塑性加工,提高材料的利用率,节约原材料
9、制备粉末的工艺有几种?
气体雾化法、旋转电极法、真空雾化法、
10、粉末固实技术有几种?
真空热压、热等静电、热挤压、锻造等
11、高温合金民用主要用于哪几个方面?
能源动力、交通运输、石油化工、冶金矿山、玻璃建材等诸多工业部门