高温合金牌号及具体性能表汇总.docx
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高温合金牌号及具体性能表汇总
高温合金牌号(GB/T14992-1994)
2007-4-2416:
21:
20
高温合金:
凡在应力及高温(一般指600~650摄氏度以上)同时作用下,具有长时间抗蠕变能力与高的持久强度和高的抗蚀性的金属材料,称为耐热合金或高温合金。
常用的有铁基合金、镍基合金、钴基合金,还有铬基合金、钼基合金及其他合金等。
高温合金是制造燃汽轮机、喷气式发动机等高温下工作零部件的重要材料。
表8-28高温合金的牌号及化学成分
牌号
化学成分(质量分数)(%)
新牌号
C
Cr
Ni
W
M0
A1
Ti
Fe
Nb
V
B
Ce
Mn
Si
P
S
其他
固溶强化型铁基合金
GH1015
≤
~
~
~
~
余量
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
GH1016
≤
~
~
~
~
余量
~
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
~
GH1035
~
~
~
~
≤
~
余量
~
≤
≤
≤
≤
≤
GH1040
≤
~
~
~
余量
~
~
≤
≤
~
GH1131
≤
~
~
~
~
余量
~
≤
≤
≤
≤
≤
~
GH1140
~
~
~
~
~
~
~
余量
≤
≤
≤
≤
≤
时效硬化型铁基合金
GH2018
≤
~
~
~
~
~
~
余量
≤
≤
≤
≤
≤
≤
Zr《
GH2036
~
~
~
~
≤
余量
~
~
~
~
≤
≤
GH2038
≤
~
~
≤
~
余量
≤
≤
≤
≤
≤
GH2130
≤
~
~
~
~
~
余量
≤
≤
≤
≤
≤
≤
GH2132
≤
~
~
~
≤
~
余量
~
~
≤
≤
≤
≤
GH2135
≤
~
~
~
~
~
~
余量
≤
≤
≤
≤
≤
≤
GH2136
≤
~
~
~
≤
余量
~
~
≤
≤
≤
≤
GH2302
≤
~
~
~
~
~
~
余量
≤
≤
≤
≤
≤
≤
Zr≤
固溶强化型镍基合金
GH3030
≤
~
余量
≤
~
≤
≤
≤
≤
≤
GH3039
≤
~
余量
~
~
~
≤
~
≤
≤
≤
≤
GH3044
≤
~
余量
~
≤
≤
~
≤
≤
≤
≤
≤
GH3128
≤
~
余量
~
~
~
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
≤
Zr≤
时效硬化型镍基合金
GH4033
~
~
余量
~
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
≤
GH4037
~
~
余量
~
~
~
~
≤
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
CH4043
≤
~
余量
~
~
~
~
≤
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
GH4049
≤
~
余量
~
~
~
~
≤
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
~
GH4133
≤
~
余量
~
~
≤
~
≤
≤
≤
≤
≤
≤
GH4169
≤
~
~
~
~
~
余量
~
≤
≤
≤
≤
≤
注:
合金中的Ti和Nb为任选其一,不是同时加入的。
合金中允许有铈(Ce)存在。
3.表中B、Zr、Ce的含量为计算加入量,可不分析测定(除非产品标准或协议、合同中另有规定)。
表8-30高温合金的特性和应用
类别
牌号
主要特性
应用举例
1.
固
溶
强
化
型
铁
基
合
金
GH1015
这类合金含铬、镍量相对较高,含弥散强化相形成元素(V、A1、Ti)量相对较少。
它的热处理主要形式为“固溶处理”,通过固溶处理可达到强化的目的。
在零件需要多次冷压加工时,为消除加工硬化、恢复塑性,也要进行固溶处理。
零件焊接后通常进行退火处理以消除内应力。
由于铬、镍含量较高,故这类合金抗氧化温度较高,一般可达900%以上;但因含弥散强化相形成元素较少,合金中化合物数量较少,故室温强度、高温强度都较低。
这类合金固溶处理后的组织为奥氏体,故塑性好,可以冷压成形;由于含碳量少,故焊接性亦好这类合金主要用来制作形状复杂、冷压成型、受力不大,但要求抗氧化能力较高的高温零件,其中最典型的零件是涡轮发动机的燃烧室
900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
GH1016
700~900%的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
GH1035
750~800℃的涡轮发动机的燃烧室和加力燃烧室
GH1040
800℃以下的燃烧室、加力燃烧室和700~C以下的涡轮盘、轴及叶片材料
GH1131
900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件
GH1140
800~900℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
2.
时
效
硬
化
型
铁
基
△
口
金
GH2018
这类合金铬、镍含量相对较低,故抗氧化的温度仅约800%,但是含弥散强化相形成元素(v、A1、Ti)量相对较高,在固溶体基体上可形成化合物强化相,所以常用热处理形式为固溶处理+时效。
通过固溶处理,可以使合金固溶强化;通过时效处理,可以使合金析出细小强化相[VC、Ni3A1、Ni3Ti,Ni3(A1·Ti)],从而提高室温和高温强度。
固溶并时效处理后的组织为奥氏体+弥散化合物。
例如GH2132的化合物量为%、GH2135的化合物量为14%这类合金通常应用于高温下受力的零件,如涡轮盘、螺栓和工作温度不高的转子叶片等
800℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件
GH2036
650℃以下的涡轮盘、环形件和紧固件
GH2038
700℃以下的涡轮盘、轴和叶片
GH2130
800℃以下的增压涡轮和燃气涡轮叶片材料
GH2132
650~700℃的涡轮盘、环形件、冲压焊接件和紧固零件材料
GH2135
700~750℃的涡轮盘、工作叶片和其他高温部件
GH2136
650~700℃的涡轮盘材料
GH2302
800~850℃的燃气涡轮叶片和
700℃~750℃的燃气轮机叶片等材料
3.
固
溶
强
化
型
镍
基
金
GH3030
特性、用途和相应的固溶强化型铁基合金、时效硬化型铁基合金基本相同。
不同之处在于基体的差别。
铁基高温合金的基体金属是铁(含铁量约50%左右),含铬量约10%。
23%、含镍量约7%一40%;而镍基高温合金的基体金属是镍,镍含量大于50%由于镍含量的提高,故镍基高温合金比铁基高温合金的热强性高,最高工作温度已达到1050℃左右;但其可切削加工性亦随之变差。
同时由于它们都含有大量的镍,不符合我国资源情况,应逐步采用铁基高温合金来代替
800℃以下涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件,可用GH1140代
GH3039
800~850℃的火焰筒及加力燃烧室等零件
GH3044
850~900℃的航空发动机的燃烧室及加力燃烧室等零件
GH3128
800~950℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
4.
时
效
硬
化
型
镍
基
合
金
GH4033
700℃以下的涡轮叶片和750℃以
下的涡轮盘等材料
GH4037
800~850℃的涡轮叶片材料
GH4043
800~850℃的排气门座后卡圈零件和燃气涡轮叶片
GH4049
900℃以下的燃气涡轮工作叶片及其他受力较大的高温部件
GH4133
700~750℃的涡轮盘或叶片
GH4169
350~750℃的抗氧化热强材料
注:
各成分含量皆指质量分数。
表5-6-7 中国与国外变形高温合金牌号近似对照
No.
中国
日本
JIS
美国
德国①
法国
NF
俄罗斯
TOCT
英国②
DS/DTD
GB/T
旧牌号
商业牌号
AMS/SAE
DIN
W-Nr.
(L-Nr.)
1
GH1015
GH15
-
-
-
-
-
-
ЭП868
-
2
GH1035
GH35
-
-
-
-
-
-
ЭП703
-
4
GH1040
GH40
-
-
-
-
-
-
ЭП395
-
5
GH1131
GH131
-
-
-
-
-
-
ЭП126
-
6
GH1140
GH140
-
-
-
-
-
-
ЭП602
-
7
GH2018
GH18
-
-
-
-
-
-
-
N263
8
GH2036
GH36
-
-
-
-
-
-
ЭП481
-
9
GH2038
GH38A
-
-
-
-
-
-
ЭП696A
-
10
GH2130
GH130
-
-
-
-
-
-
ЭП617
-
11
GH2132
-
GH132
A286
AMSS525,
5731;
SAEHEV7
X5NiCrTi26-15
()
Z6NCT25
ATVSMo
ЭП786
DTD5026
12
GH2135
GH135
-
-
-
-
-
-
ЭП437
-
13
GH2136
GH136
-
V57
-
X5NirTi26-15
Z3NCT25;
ATVS2
-
-
14
GH2302
GH302
-
-
-
-
ЭП617
-
15
GH3030
GH30
-
-
-
-
-
ATGR;
NC20T
ЭП435
HR5;
DTD703B;
N203,N403
16
GH3039
GH39
-
-
-
-
-
-
ЭП602
-
17
GH3044
GH44
-
-
-
-
-
-
ЭП868
-
18
GH3128
GH128
-
-
-
-
-
-
-
-
19
GH4033
GH33
-
-
-
-
-
-
ЭП437Ъ
N80A
20
GH4037
GH37
-
-
AMS5829;
SAEHEV6;
-
-
ATGS4;
NC20KTA
ЭП617
2HRC,
2HR202
DTD747B;
N501,N503
21
GH4043
GH43
-
-
-
-
-
-ЭП598
-
-
22
GH4049
GH49
-
-
-
-
()
NCK15
ATD
ЭП929
HR4;
N115
23
GH4133
GH33A
-
-
-
-
-
-
ЭП437Ъ
N80A
24
GH4169
GH169
-
Inconel718
AMS5596,
5662
SAEXEV-1
NiCr19NbMo
ATGC1;
NC19FeNb
-
Inconel18*
25
-
GH19
SUH661
N155
AMS5531,
5585;
SAEHEV1
X12CrCoNi21-20
()
ATGX
Z12CNKDW20
-
-
26
-
GH20
NCF800B;
NCF2B
Incoloy800
AMS5766,
5871;
X10NiCrAlTi32-20
25NC35-20;
NicralC
-
Incoloy800*
27
-
GH32
-
HestelloyX
AMS5536
5754;
SG-NiCr21Fe18Mo
ATGE
-
HR6
HR204
28
-
GH25
-
L605
AMS5537,
5759;
CoCr20W15Ni
ATGH;
KC20WN
-
HR25
29
-
GH80A
-
-
NiMonic80A
NiCr20TiAl
()
ATGS3
NC20TA
-
2HR1
2HR201;
2HR401;
3HR601;
DTD736B
30
-
GH141
-
Rene41
AMS5545;
5712
NiCr19CoMo
ATGW2
NC20KDTA
-
-
31
-
GH143
-
-
-
-
NCKD20ATr
-
HR3;
DTD5007A;
N105
32
-
GH145
NCF750B
InconelX-
750
AMS5542,
5567
NiCr15Fe
7TiAL
ATGF;
NC15FeTNbA
ЭП974
InconelX-750*
33
-
GH146
-
Udimet500
AMS5751
5753
NICr18Co
ATGW2;
NC20KDTA
-
Udimet500*
NPK25
34
-
GH163
-
-
-
NiCo20Cr
20MoTi
ATGWO;
NCK20D
-
HR10,
HR206;
N263
35
-
GH167
-
HastelloyR-135
AMS5872A
-
-
-
-
36
-
GH182
-
Hatell-oyC4
-
NiMo16Cr16Ti
-
-
37
-
GH333
-
RA333
AMS5716;
5717
-
-
ATG33;
Z6NCKDW45
-
-
38
-
GH600
Imonel600
AMS5665
NiCr15Fe
(NiCr15Fe8)
NC15Fe;
NiCralZ
-
-
39
-
GH710
-
-
-
ATGW4;
Z6NCK
18TDA
-
Udimet
710*
-
40
-
GH738
-
Waspaloy
AMS5704;
5544
NiCr1gCo
14Mo4Ti
ATGW1;
NC20K14
-
NPK50
41
-
GH901
-
Udimet901
AMS5660;
5561
NiFeCr12Mo
()
Z8NCD
ЭП725
HR53,
HR404;
N901
42
-
GH984
-
Inconel625
AMS5666;
5599
NiCr22Mo9Nb
ATGE2
NC22FeDNb
-
Incomne
1625*
43
-
-
-
Disca10y
-
X4NICrTi25-15
ATVS2
-
Disca10y*
44
-
-
-
Incoloy825
-
NiCr21Mo
NC21FeDU
-
-
45
-
-
-
Incoloy700
-
-
-
ATGS8;
NK27CADT
-
Incoloy700
①W-Wr.是德国DIN17007系统的数字材料号(Wdrkstoff-Nummer);L-Nr.是德国航空标准数字牌号(Luftfahrtstoff-Nr)的缩写,在表中加括号,以示区别。
②英国牌号中带“”的为商业牌号,与美国牌号通用。
镍基高温合金锻件的热处理
固溶强化的镍基高温合金(如GH3030,GH3039,GH3044,GH141等)锻件一般采用固溶时效处理。
固溶处理的目的,不但是为了溶解基体内的碳化物和r′相,以获得均匀的固溶体,为时效作组织准备,而且也是为了获得适当的晶粒度。
一般固溶处理温度在1040~1230℃范围内,需确定恰当的固溶处理加热温度和保温时间,以防止r相晶粒不均匀长大、过热和过烧。
有些合金,除了固溶时效处理外,还采用中间热处理,以获得较高的持久强度、高温塑性和较小的缺口敏感性。
高温合金的热处理制度见表12。
表12高温合金锻件的热处理制度
钢号
适宜的热处理制度
布氏硬度压痕直径/mm
铁基高温合金
GH35
固溶:
1100~1140℃,空冷
—
GH1140
固溶:
1080~1100℃,空冷
—
GH18
固溶:
1100~1140℃,空冷,时效:
800℃,16h,空冷
—
GH131
固溶:
1130~1170℃,空冷,(保温按4min/mm)
—
GH1015
固溶:
1150℃,空冷,(保温按1~mm)
—
GH1016
固溶:
1160℃,空冷,(保温按1~mm)
—
GH130
固溶:
1180℃,+1050℃,4h,空冷,时效:
800℃,16h,空冷
~
GH2302
固溶:
1180℃,2h+1150℃,4h,空冷,时效:
800℃,16h,空冷
~
GH95
固溶:
1200℃,+1050℃,4h,空冷;时效:
800℃,16h,空冷
—
固溶:
1180℃,2h+1050℃,4h,空冷;时效:
750℃,16h,空冷
~
GH2036
固溶:
1140℃,80min,水冷;时效:
650~670℃,14~16h+770~800℃,14~20h,空冷
~
GH1040
固溶:
1140℃,80min,水冷;时效:
710℃,5h+800~850℃,5h,空冷
~
固溶:
1200℃,8h,水冷
—
GH2132
固溶:
980~1000℃,1~2h,油冷;时效;700~720℃,12~16h,空冷
~
GH2130
固溶:
980~1000℃,1~2h,油冷;时效;720℃,16h,空冷
~
GH2135
固溶:
1140℃,4h,空冷;时效:
830℃,8h,空冷+650℃,16h,空冷
~
固溶:
1080℃,4h,空冷;时效:
830℃,8h,空冷+700℃,16h,空冷
~
GH901
固溶:
1090℃,2~3h,水冷或空冷;时效:
775℃,4h,空冷+705~720℃,24h,空冷
—
GH761
固溶:
1120℃,2h,空冷;时效:
850℃,4h,空冷+750℃,4h,空冷
镍基高温合金
GH3030
固溶:
980~1020℃,空冷
GH3039
固溶:
1050℃~1080℃,空冷
GH3044
固溶:
1120~1160℃,空冷
GH22
固溶:
1160~1180℃,30~60min,水冷
GH3128
固溶:
1200℃,水冷
GH170
固溶:
1230℃,空冷(保温时间约5min/mm)
GH2132
固溶:
1080℃,8h,空冷;时效:
700℃,16h空冷
≥
GH4033
固溶:
1080℃,8h,空冷;时效:
700℃,16h空冷
~
固溶:
1080℃,8h,空冷;时效:
750℃,16h空冷
~
GH4133
固溶:
1080℃,8h,空冷;时效:
750℃,16h空冷
~
GH4037
固溶:
1180℃,2h,空冷+1050℃,4h,空冷;时效:
800℃,16h,空冷
~
GH143
固溶:
1150℃,4h,空冷+1065℃,16h,空冷;时效:
700℃,16h,空冷
~
GH4049
固溶:
1200℃,2h,空冷+1050℃,4h,空冷;时效:
850℃,8h,空冷
~
GH151
固溶:
1250℃,5h,空冷+1100℃,6h,空冷;时效:
950℃,10h,空冷
~
GH118
固溶:
1190℃,,空冷+1100℃,6h,空冷
GH710
固溶:
1170℃,4h,空冷+1080℃,4h,空冷,时效:
845℃,24h,空冷
~
GH738
固溶:
1080℃,4h,空冷;时效:
840℃,24h,空冷+760℃,16h,空冷
GH698
固溶:
1120℃,8h,空冷+1000℃,4h,空冷;时效:
775℃,16h,空冷
~
GH220
固溶:
1200℃,4h,空冷+1050℃,4h,空时;时效:
950℃,2h,空冷
~