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    GH3030

    一、GH3030 概述

     

        GH3030 是早期發(fā)展的80Ni-20Cr固溶強(qiáng)化型高溫合金,化學(xué)成分簡單,在800℃以下具有滿意的熱強(qiáng)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(jīng)固溶處理后為單相奧氏體,使用過程中組織穩(wěn)定。主要產(chǎn)品是冷軋薄板,也可以供應(yīng)棒材、環(huán)件、絲材和管材等變形產(chǎn)品。主要用于800℃以下工作的渦輪發(fā)動機(jī)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[1,2]    

    1.1 GH3030 材料牌號  GH3030(GH30)

    1.2 GH3030 相近牌號  ЭИ435,XH78T(俄羅斯)

    1.3 GH3030 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

        GJB 1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規(guī)范》

        GJB 2297-1995《航空用高溫合金冷拔(軋)無縫管規(guī)范》

        GJB 2611-1996《航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范》

        GJB 2612-1996《航空用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》

        GJB 3020-1997《航空用高溫合金環(huán)坯規(guī)范》

        GJB 3317-1998《航空用高溫合金熱軋板規(guī)范》

        GJB 3318-1998《航空用高溫合金冷軋帶材規(guī)范》

        GJB 3165-1998《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范》

        GJB 3167-1998《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》

        GB/T 15062-1994 《一般用高溫合金管》

    1.4 GH3030 化學(xué)成分  見表1-1。                                                                                               

    1-1%

    C

    Cr

    Ni

    Ti

    Al

    Fe

    Mn

    Si

    P

    S

    不大于

    ≤0.12

    19.022.0

    0.150.35

    0.15

    1.5

    0.7

    0.8

    0.03

    0.02

        注:1.棒材和環(huán)坯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,ω(Cu)≤0.20%。

            2.熱軋板、冷軋板、冷軋帶、管材、絲材和冷鐓用冷拉絲材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,ω(Fe)≤1.00%,ω(P)≤0.015%,ω(S)≤0.010%,ω(Pb) ≤0.001%,ω(Cu)≤0.007%。                                     

    1.5 GH3030 熱處理制度 固溶溫度為9801020℃,冷卻方式對熱軋板、冷軋薄板和環(huán)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。

    1.6 GH3030 品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可生產(chǎn)各種規(guī)格的變形產(chǎn)品,棒材和環(huán)坯不經(jīng)熱處理交貨;熱軋板和冷軋薄板及管材經(jīng)固溶和酸洗后供應(yīng);焊絲于冷拉狀態(tài)、固溶和酸洗狀態(tài)或半硬態(tài)成盤狀交貨;冷鐓用絲材于固溶、酸洗狀態(tài)成盤狀或直條狀、固溶直條狀磨光或冷拉狀態(tài)交貨;管材于固溶、酸洗狀態(tài)交貨;冷拉棒以退火、退火加酸洗、退火加磨光或冷拉狀態(tài)交貨。

    1.7 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(yīng)爐加電渣熔或真空電弧爐重熔或真空雙聯(lián)工藝。

    1.8 GH3030 應(yīng)用概況與特殊要求 該合金已在航空發(fā)動機(jī)上經(jīng)過了長期使用考驗(yàn),主要用于燃燒室和加力燃燒室零部件以及機(jī)匣安裝邊等零部件。

     

     

    二、GH3030 物理及化學(xué)性能

     

    2.1 GH3030 熱性能

    2.1.1 GH3030 熔化溫度范圍  13741420℃[3]。

    2.1.2 GH3030 熱導(dǎo)率  見表2-1

    2.1.3 GH3030 比熱容 見表2-2。

    2.1.4 GH3030線膨脹系數(shù) 見表2-3。

    2-1[4]

    θ/

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    λ/W/℃))

    15.1

    16.3

    18.0

    19.3

    20.9

    22.2

    23.4

    25.1

    26.4

    2-2[1]

    θ/

    150

    200

    300

    400

    500

    600

    c/(J/(kg.K))

    565.2

    598.7

    674.1

    741.1

    820.6

    971.3

    2-3[1]

    θ/

    20100

    20200

    20300

    20400

    20500

    20600

    20700

    20800

    20900

    α/10-6-1

    12.8

    13.5

    14.3

    15.0

    15.5

    16.1

    17.0

    17.5

    18.0

    2.2 GH3030密度  ρ=8.4g/cm3[1]。

    2.3 GH3030電性能 不同溫度的電阻率 見表2-5。

    2-5[5]

    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

    2.4 GH3030磁性能  合金無磁性。

    2.5 GH3030化學(xué)性能

    2.5.1 GH3030抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見表 2-6

    2-6[1]

    θ/

    900

    1000

    1100

    1200

    氧化速率/(g/(m2.h))

    0.0535

    0.1560

    0.3905

    0.5810

    2.5.1.1 GH3030合金在高溫下氧化腐蝕深度見表2-7

    2-7[6]

    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

    ---

    ---

    ---

    ---

    ---

    ---

     

     

    三、GH3030力學(xué)性能

     

    優(yōu)質(zhì)棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。

    3-1

    標(biāo)準(zhǔn)號

    品種

    試樣狀態(tài)

    σb/MPa

    δ5/%

    σb/MPa

    δ5/%

     

    20

    700

     

    不小于

    GJB 1952-1994

    冷軋薄板

    9801020℃,空冷

    685

    30

    295

    30

     

    GJB 2611-1996

    冷拉棒

    9801020℃,水(空)冷

    685

    30

    -

    -

     

    GJB 2297-1995

    冷拉管

    9801020℃,水冷

    635①

    35①

    295

    30

     

    GJB 3020-1997

    環(huán)坯

    9801020℃,空冷

    635②

    30②

    -

    30②

     

    GJB 3317-1998

    熱軋板

    9801020℃,空冷

    685

    30

    295

    30

     

    GJB 3318-1998

    冷軋帶

    9801020℃,空冷

    685③

    30③

    -

    -

     

    GJB 3165-1998

    棒材

    -

    -

    -

    -

    -

     

    GJB 3167-1998

    冷鐓用絲

    9801020℃,水(空)冷

    ≤785

    ≥30

    -

    -

     

    GB/T 15062-1994

    管材

    9801020℃,水冷

    590

    35

    -

    -

     

     

    注:外徑>30mm,壁厚>3.0mm管材的室溫σb≥590MPa,δ5≥30%。

        ②環(huán)坯性能供參考。

        ③δ≤0.25mm帶材的室溫σb≥615MPa,δ5≥實(shí)測。   

    4.1 相變溫度 

    4.2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 

    4.3 合金組織結(jié)構(gòu) 經(jīng)1000℃固溶處理后為單相奧氏體組織,間有少量TiCTi(CN)。700800℃長期時(shí)效后,析出Cr7C3型碳化物,析出量少,對合金性能影響不大。

     

     

    五、GH3030工藝性能與要求

     

    5.1 成型性能

    5.1.1 鋼錠鍛造開坯裝爐溫度不高于800℃,加熱溫度為11801200℃,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11601180℃,冷軋壓率為30%左右。

    5.1.2 反復(fù)彎曲及杯突性能見表5-1。

    5-1[1]

    試樣厚度/mm

    試樣狀態(tài)

    反復(fù)彎曲次數(shù)

    杯突深度/mm

    1.5

    9801020,空冷

    27

    11.0

    5.1.3 沖壓性能見表5-2

    5-2[2]

    深沖

    翻邊

    壓窩(平頭)

    壓窩(球頭)

    彎曲

    極限深沖系數(shù)

    工作深沖系數(shù)

    極限翻邊系數(shù)

    工作翻邊系數(shù)

    極限平?jīng)_系數(shù)

    工作平?jīng)_系數(shù)

    極限球壓系數(shù)

    工作球壓系數(shù)

    最小彎曲半徑

    工作彎曲系數(shù)

    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)。

    5.2 焊接性能 合金焊接性能優(yōu)良,可進(jìn)行氬弧焊、點(diǎn)焊、縫焊和釬焊。氬弧焊時(shí)熔池流動性和成形性能均良好,裂紋傾向性??;接觸焊時(shí)有較寬的規(guī)范參數(shù)范圍。該合金可與1Cr18Ni9Ti、GH1140GH3039、GH3044、GH3128等合金組合進(jìn)行焊接。

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