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GH3128（GH128） 镍基变形高温合金
中国牌号：GH3128/GH128/红星11号、GH128 (GH3128)
一、GH3128 概述
GH3128是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金，具有高的塑性，较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。其综合性能优于GH3044和GH3536等同类镍基固溶合金。适合于制造在950℃下长期工作的航空发动机的燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、调节片及其他高温零、部件，主要产品为冷轧薄板，也可供应热轧板、棒材、锻件、丝材和管材。
1.1 GH3128 材料牌号 GH3128(GH128，红星11号)
1.2 GH3128 相近牌号
1.3 GH3128 材料的技术标准
1.4 GH3128 化学成分 见表1-1。
表1-1 %
|
C |
Cr |
Ni |
W |
Mo |
Al |
Ti |
Fe |
B |
Zr |
Ce |
Mn |
Si |
P |
S |
|
不大于 |
||||||||||||||
|
≤0.05 |
19.0～22.0 |
余量 |
7.5～9.0 |
7.5～9.0 |
0.40～0.80 |
0.4～0.80 |
0.2 |
0.005 |
0.06 |
0.05 |
0.50 |
0.80 |
0.013 |
0.013 |
注：B、Ce、Zr按计算量加入。
1.5 GH3128 热处理制度 交货状态固溶温度为1140～1180℃，空冷。高温性能经1200℃补充固溶处理后进行检验。
1.6 GH3128 品种规格和供应状态 供应的冷轧薄板δ0.8～4.0mm、热轧板δ4～14mm、冷拉焊丝d0.3～10mm。冷轧板和热轧板于固溶和酸洗后供应；焊丝于冷拉、半硬或固溶和酸洗状态供应。
1.7 GH3128 熔炼和铸造工艺 非真空或真空感应炉加电渣重熔。
1.8 GH3128 应用概况与特殊要求 合金适用于制造在950℃以下工作的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件，使用效果良好。
二、GH3128 物理及化学性能
2.1 GH3128 热性能
2.1.1 GH3128(GH128) 熔化温度范围 1340～1390℃[1]。
2.1.2 GH3128(GH128) 热导率 见表2-1。
表2-1[2]
|
θ/℃ |
18～100 |
18～200 |
18～300 |
18～400 |
18～500 |
18～600 |
18～700 |
18～800 |
18～900 |
18～1000 |
|
α/10-6℃-1 |
11.25 |
11.86 |
12.68 |
12.80 |
13.37 |
13.68 |
14.46 |
15.19 |
15.66 |
16.29 |
2.1.3 GH3128 线膨胀系数 见表2-2。
2.1.4 GH3128 热扩散率 见表2-3。
表2-2[2]
|
θ/℃ |
18～100 |
18～200 |
18～300 |
18～400 |
18～500 |
18～600 |
18～700 |
18～800 |
18～900 |
18～1000 |
|
α/10-6℃-1 |
11.25 |
11.86 |
12.68 |
12.80 |
13.37 |
13.68 |
14.46 |
15.19 |
15.66 |
16.29 |
2.2 GH3128密度 ρ=8.81g/cm3[2]。
2.3 GH3128电性能 电性阻率表2-4。
2.4 GH3128磁性能 合金无磁性[3]。
表2-3[2]
|
θ/℃ |
25 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
Q/（10-6m2/S）） |
2.30 |
2.49 |
2.78 |
3.08 |
3.39 |
3.69 |
3.88 |
4.16 |
3.92 |
4.16 |
表2-4[2]
|
θ/℃ |
17 |
850 |
900 |
950 |
1000 |
1050 |
1100 |
1150 |
|
p/（10-6Ω.M）） |
1.37 |
1.42 |
1.39 |
1.40 |
1.39 |
1.38 |
1.38 |
1.39 |
2.5 GH3128化学性能
2.5.1 GH3128抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-5。
表2-5[1]
|
θ/℃ |
900 |
1000 |
1100 |
|
氧化速率/（g/(m2·h）） |
0.055 |
0.236 |
0.269 |
2.5.2 耐腐蚀性能 海洋性燃气腐蚀性能见表2-6。
表2-6[3]
|
试验制度 |
试样尺寸/mm |
失重/(mg/cm2) |
宏观检查 |
|||||||||
|
900℃，27h |
1.5×15×30 |
2.2 |
表面完好 |
|||||||||
|
注：试验条件是空气与燃料之比为39：1，盐氛浓度为106×10-6，燃料为0号柴油。 |
试样状态 |
θ/℃ |
拉伸性能 |
持久性能 |
||||||||
|
σb/MPa |
δ5/% |
σ/MPa |
δ/mm |
t/h |
δ5/% |
|||||||
|
不小于 |
||||||||||||
|
热轧板 |
交货状态 |
20 |
735 |
40 |
- |
- |
- |
- |
||||
|
交货状态＋1200℃，空冷 |
950 |
175 |
40 |
- |
- |
- |
- |
|||||
|
冷轧薄板 |
交货状态 |
20 |
735 |
40 |
- |
- |
- |
- |
||||
|
交货状态＋1200℃，空冷 |
950 |
175 |
40 |
规范Ⅰ 54 |
>1.2 ≤1.2 |
≥23 ≥20 |
实测 实测 |
|||||
|
规范Ⅱ 39 |
≥1.5 <1.5～1.0 ≤1.0 |
≥100 ≥80 ≥70 |
实测 实测 实测 |
|||||||||
注：持久性能的初次检验按规范Ⅰ进行。按规范Ⅰ进行检验不合格时，允许按规范Ⅱ重新检验。
四、GH3128(GH128) 组织结构
4.1 GH3128相变温度
4.2 GH3128时间-温度-组织转变曲线 μ相的析出曲线见图4-1。
4.3 GH3128合金组织结构 合金在固溶状态为单相奥氏体组织，含有少量细小均匀分布的TiN和M6C。在长期时效过程中析出M6C、μ、αw和M23C6相。μ相的析出温度范围是700～1050℃出量为3.49%。M23C6相在700～800℃时效后析出，析出量仅为0.14%。aw相是在900℃长期时效后发现的，200h达到析出高峰，其量为0.86%。断续延长时效时间，板出量下降。时效时间对析出量的影响见图4-2。
