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GH2132高温合金化学成分和热处理性能

发布日期:2024-07-09 14:46:17   浏览量:48

GH2132高温合金概述

GH2132高温合金是一种以铁镍基为主的奥氏体高温合金,广泛应用于航空发动机、燃气轮机等高温高压环境。其显著特点包括优异的耐热性、抗氧化性和良好的机械性能。GH2132在700℃以下具有较高的持久和蠕变强度,是航空、能源等行业关键部件的重要材料。

化学成分

GH2132高温合金的化学成分是决定其性能的基础。标准化学成分范围如下(按重量百分比计):

  • 镍(Ni):24-27%

  • 铬(Cr):14-17%

  • 钼(Mo):2-3%

  • 钛(Ti):2-2.5%

  • 铝(Al):0.4-0.8%

  • 铁(Fe):余量

  • 锰(Mn):≤1%

  • 硅(Si):≤0.8%

  • 磷(P):≤0.03%

  • 硫(S):≤0.03%

这些元素的相互作用决定了GH2132的优异性能。例如,镍和铬的组合显著提高了合金的抗氧化性和耐腐蚀性,而钼和钛的添加增强了高温强度和蠕变性能。

热处理工艺

GH2132高温合金的热处理工艺是优化其力学性能的关键。主要热处理工艺包括固溶处理、时效处理和双重时效处理。

固溶处理

固溶处理通常在980-1020℃下进行,随后快速冷却至室温。固溶处理的目的是使合金中的各元素充分溶解,均匀化组织,消除内应力,增加材料的塑性和韧性。

  • 处理温度:980-1020℃

  • 保温时间:1-2小时

  • 冷却方式:快速冷却(如水冷)

时效处理

时效处理是在固溶处理后的基础上,通过中温加热使合金中析出强化相,从而提高其硬度和强度。时效处理的参数通常如下:

  • 处理温度:700-750℃

  • 保温时间:8-16小时

  • 冷却方式:空冷

双重时效处理

为进一步优化GH2132的综合性能,常采用双重时效处理。第一次时效处理在700℃进行,保温8小时;第二次在650℃进行,保温16小时。双重时效处理可以有效地细化组织,提高材料的综合力学性能。

热处理后的性能参数

GH2132经过适当的热处理后,表现出优异的力学性能和抗氧化性能。以下是一些典型的性能数据:

  • 拉伸强度(σb):≥ 850 MPa

  • 屈服强度(σ0.2):≥ 600 MPa

  • 延伸率(δ):≥ 20%

  • 断面收缩率(ψ):≥ 50%

  • 高温持久强度(700℃,1000小时):≥ 120 MPa

在700℃环境下,GH2132的抗氧化性也十分优异,氧化速率仅为0.02 mg/cm²·h。这些性能使得GH2132在高温环境下具有广泛的应用前景。

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