GH131合金性能詳解GH131應用領域
新聞來源：www.sxjdc.cn 發布時間：2023-06-13 15:16 瀏覽量：
GH131合金性能詳解GH131應用領域
GH131概述
GH131合金是用W、Mo、Nb、N等元素進行固溶強化的鐵基高溫合金，使用溫度可達900-1000℃。具有良好的綜合性能和較高的熱強度。以及良好的工藝性能。因此，在航空發動機和火箭發動機中得到了廣泛的應用。
GH131是一種以鎢、鉬、鈮、氮等元素強化的高性能鐵基緩釋合金。鎳含量約為28%，但其熱強度水平與GH3044合金相當。該合金具有良好的熱加工塑性和焊接及冷成型工藝性能。主要品種有冷軋薄板、熱軋中板、棒材、扁鋼和線材。可用于制造在700-1000°C下短時間工作的火箭發動機和在700-750°C下長時間工作的航空發動機的高溫部件。
GH131的國標新牌號是GH1131
GH131的國標新牌號是GH1131
GH131的密度為ρ=8.33g/cm3。
GH131技術標準
GB/T 14992-2005《高溫合金牌號》
GB/T 14995-1994《高溫合金熱軋鋼板》
GJB 1952-1994《航天用高溫合金冷軋板規范》
GJB 2612—1996《焊接用冷拔高溫合金規范》
YB/T 5245—1993《普通承重零件用高溫合金熱軋鍛造棒材》
GH131應用概述及特殊要求
這種合金主要用于火箭發動機的高溫部件。在航空發動機中，可調節噴管殼體、加力燃燒室調節件等零部件已制成并投入生產。與類似用途的鎳基合金相比，該合金的高溫抗氧化性和結構穩定性較差。在700-900℃長期使用后，常溫塑性降低，成型性能變差。
GH131冶煉鑄造工藝
采用非真空感應爐冶煉加電渣重熔或電弧爐冶煉加電渣重熔工藝。
GH131的化學成分
| 元素 | C | Cr | Ni | W | Mo | Fe | Nb | B | Mn | Si | P | S |
| MIN | 19.0 | 25.0 | 4.8 | 2.8 | Bal | 0.7 | ||||||
| MAX | 0.1 | 22.0 | 30.0 | 6.0 | 3.5 | 1.3 | 0.005 | 1.2 | 0.8 | 0.02 |
0.02 |
GH131的成型性
鋼錠鍛造加熱溫度為1120±20℃，開鍛溫度大于980℃，終鍛溫度不低于900℃，一次加熱變形度為40%。板坯軋制加熱溫度1150℃±20℃，開軋溫度大于1050℃，終軋溫度不低于900℃，終壓下率不低于10%，粗軋加熱度薄板熱軋溫度為1160℃±10℃，精軋加熱溫度1060℃±10℃，始軋溫度大于1000℃，終軋溫度不低于800℃，熱軋道次和道次不限。中間淬火溫度為1150℃±10℃。冷軋壓下率為20%-30%，平整度為1%-3%。
GH131焊接性能
GH131合金具有良好的焊接性能。可采用點焊、縫焊、氬弧焊連接，可獲得滿意的接頭強度。該合金可與GH3030、GH3039、GH3044和GH1140合金焊接，接頭性能良好。
GH131零件的熱處理工藝
GH131薄板零件最終熱處理溫度為1150℃±10℃或1080-1120℃，中間熱處理溫度為1000℃±10℃。熱處理后，在惰性氣體或空氣中冷卻。
GH131表面處理工藝
合金板經過軟化熱處理和成品熱處理后，需要進行堿酸洗，以去除表面氧化皮，成品熱處理板堿酸洗，另外還需要進行白化處理.零件表面氧化皮可用HF-HNO3-H2SO4水溶液酸洗或噴砂去除。
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========高溫合金小知識=============
高溫合金可以分為以下幾類：
超耐熱合金典型組織是奧氏體基體，在基體上彌散分布這碳化物、金屬間化合物等強化相。高溫合金的主要元素有鉻、鈷、鋁、鈦、鎳、鉬、鎢等。合金元素起穩定的奧氏體基體組織，形成強化相，增加合金的抗氧化和抗腐蝕能力的作用。常用的高溫合金有鐵基、鎳基和鈷基3種。
鐵基超耐熱合金
鐵基高溫合金是奧氏體不銹鋼發展起來的，含有一定量的鉻和鎳等元素。它是中等溫度（600~800℃）條件下使用的重要材料，具有校核的中溫力學性能和良好的熱加工塑性，合金成分比較簡單，成本較低。主要用于制作航空發動機和工業燃氣輪機上渦輪盤，也可以制作導向葉片、渦輪葉片、燃燒室，以及其他承力件、緊固件等。另一用途是制作柴油機上的廢氣增壓渦輪。由于沉淀強化型鐵基合金的組織不夠穩定抗氧化性較差，高溫強度不足，因而鐵基合金不能在更高溫度條件下應用。
鎳基超耐熱合金
以鎳為基體（含量一般大于50%）、在650~1000℃范圍內具有較的強度和良好的抗氧化性、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。
鎳基合金是高溫合金中應用最廣、高溫強度最高的一類合金。其主要原因，一是鎳基合金中可以溶解較多的合金元素，且能保持較好的穩定性；二是可以形成共格有序的A3B型金屬間化合物γ’-[Ni(Al,Ti)]相作為強化相，使合金的得到有效的強化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度 ；三是很含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃氣腐蝕能力。鎳基合金含有十多種元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素主要起強化作用。根據它們的強化作用方式可以分為固溶強化合金和沉淀強化合金：固溶強化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻、釩等；沉淀強化元素，如鋁、鈦、鈮和鉭；晶界強化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。
鈷基超耐熱合金
鈷基超耐熱合金是含鈷量40%~65%的奧氏體高溫合金，在730~1100℃下，具有一定的高溫強度、良好的抗熱腐蝕和抗氧化能力。用于制作工業燃氣輪機、艦船燃氣輪機的導向葉片等。鈷基合金的發展應考慮鈷的資源情況。鈷是一種重要的戰略資源，世界上大多數國家缺鈷，以至于鈷基合金的發展受到限制。
鈷基合金一般含鎳10%~22%，鉻20%~30%以及鎢、鉬、鉭和鈮等固溶強化和碳化物形成元素，含碳量很高，是一類以碳化物為主要強化相的高溫合金。鈷基合金的耐熱能力與固溶強化元素和碳化物形成元素含量多少有關。
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高溫合金可以分為以下幾類：
超耐熱合金典型組織是奧氏體基體，在基體上彌散分布這碳化物、金屬間化合物等強化相。高溫合金的主要元素有鉻、鈷、鋁、鈦、鎳、鉬、鎢等。合金元素起穩定的奧氏體基體組織，形成強化相，增加合金的抗氧化和抗腐蝕能力的作用。常用的高溫合金有鐵基、鎳基和鈷基3種。
鐵基超耐熱合金
鐵基高溫合金是奧氏體不銹鋼發展起來的，含有一定量的鉻和鎳等元素。它是中等溫度（600~800℃）條件下使用的重要材料，具有校核的中溫力學性能和良好的熱加工塑性，合金成分比較簡單，成本較低。主要用于制作航空發動機和工業燃氣輪機上渦輪盤，也可以制作導向葉片、渦輪葉片、燃燒室，以及其他承力件、緊固件等。另一用途是制作柴油機上的廢氣增壓渦輪。由于沉淀強化型鐵基合金的組織不夠穩定抗氧化性較差，高溫強度不足，因而鐵基合金不能在更高溫度條件下應用。
鎳基超耐熱合金
以鎳為基體（含量一般大于50%）、在650~1000℃范圍內具有較的強度和良好的抗氧化性、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。
鎳基合金是高溫合金中應用最廣、高溫強度最高的一類合金。其主要原因，一是鎳基合金中可以溶解較多的合金元素，且能保持較好的穩定性；二是可以形成共格有序的A3B型金屬間化合物γ’-[Ni(Al,Ti)]相作為強化相，使合金的得到有效的強化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度 ；三是很含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃氣腐蝕能力。鎳基合金含有十多種元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素主要起強化作用。根據它們的強化作用方式可以分為固溶強化合金和沉淀強化合金：固溶強化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻、釩等；沉淀強化元素，如鋁、鈦、鈮和鉭；晶界強化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。
鈷基超耐熱合金
鈷基超耐熱合金是含鈷量40%~65%的奧氏體高溫合金，在730~1100℃下，具有一定的高溫強度、良好的抗熱腐蝕和抗氧化能力。用于制作工業燃氣輪機、艦船燃氣輪機的導向葉片等。鈷基合金的發展應考慮鈷的資源情況。鈷是一種重要的戰略資源，世界上大多數國家缺鈷，以至于鈷基合金的發展受到限制。
鈷基合金一般含鎳10%~22%，鉻20%~30%以及鎢、鉬、鉭和鈮等固溶強化和碳化物形成元素，含碳量很高，是一類以碳化物為主要強化相的高溫合金。鈷基合金的耐熱能力與固溶強化元素和碳化物形成元素含量多少有關。
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