GH3030高溫合金

1合金介紹

1.1 概述
GH3030是Ni-Cr基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度在800°C以下。合金具有較好的熱強性和高塑性、以及抗冷熱疲勞和抗氧化性能，并具有良好的冷沖壓和焊接工藝性能。合金經(jīng)過固溶處理后為單相 奧氏體，使用過程中組織穩(wěn)定。主要用于800°C以下工作的渦輪發(fā)動機燃燒室部件.在1100°C以下要求抗 氧化但承受載荷小的高溫零部件。主要產(chǎn)品有冷軋板、棒材、環(huán)件、絲材和管材等。
1. 2 應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作航空發(fā)動機燃燒室、加力燃燒室以及機匣安裝邊等零部件。
合金焊接性能優(yōu)良，可進行氬弧焊、點焊、縫焊或釬焊。生產(chǎn)中如固溶溫度偏低，會保留殘余碳化物形成的老晶界。
1.3 材料牌號
GH3030（GH30）。
1.4 3H435、XH78T（俄）。
1.5材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T14992高溫合金和金屙間化合物高溫材料的分類和牌號
GB/T14994高溫合金冷拉棒材
GB/T14995高溫合金熱軋板
GB/T14996高溫合金冷軋板
GB/T15062一般用高溫合金暫航空用高溫合金冷軋板規(guī)范
GJB1952A航空用高溫合金冷軋板規(guī)范
GJB2297A航空用高溫合金冷拔（軋）無縫規(guī)范
GJB2611A航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范
GJB2612早接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范
GJB3020航空用高溫合金環(huán)壞規(guī)范
GJB3165A航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范
GJB3167A冷鐓用高溫合金冷拉絲材規(guī)范
GJB3317A航空用高溫合金熱軋板規(guī)范
GJB3318A航空用高溫合金冷軋帶板規(guī)范
HB/Z140航空用高溫合金熱處理工藝
YB/T5245普近承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材
1. 6 熔煉工藝
釆用電弧爐、或非真空感應(yīng)爐、或電弧爐+電渣重熔、或電弧爐+真空電弧重熔、或非真空感應(yīng)爐+電 渣重熔、或非真空感應(yīng)爐+真空電弧重熔、或真空雙聯(lián)熔煉工藝。
1.7 化學(xué)成分
摘自 GB/T 14992,雜質(zhì)元素分析有區(qū)別的摘自 GB/T 14994,GB/T 14995,GB/T 14996、GJB 1952A, GJB 2297A、GJB 2611A、GJB 3167A 和 GJB 3317A.見表 1-1。
表1-1

1.8 熱處理制度

摘自HB/Z 140,各品種的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為：
a） 冷軋板材，（980~1020）°C/AC,其中 保溫（8~ 12）min；厚3mm~5mm,保溫（12?16）min；
b） 絲材，（980?1020）°C/WQ 或 AC,其中 6/^3mm，保溫（8?12）min；d3mm?5mm，保溫（12?16）min；
c） 管材，（980?1020）°C/WQ；
d） 冷拉棒材，（980?1000）°C/WQ 或 AC；
e） 鍛件，（990?1010）°C X（2?3）h/AC；
f） 焊接件，（990?1020）°C/AC，其中 8（d）D3mm,保溫（8?12）min；3（t/）3rnm?5mm,保溫（12?16）min。
1. 9 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
1.9. 1 主要規(guī)格
d8mm?300mm棒材；厚4mm~14mm熱軋板材5mni~4mm冷軋板材;厚＞.1mm?0. 8mm冷軋帶材；外 徑＜50mm的冷拔（軋）無縫管以0. 2mm?10. 0mm冷拉絲材;各種尺寸規(guī)格的環(huán)形件和鍛件。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
熱軋和鍛制棒材一般不經(jīng)熱處理,磨光或車光后供應(yīng)；冷拉棒以退火、或退火十酸洗、或退火+磨光、 或冷拉狀態(tài)供應(yīng)；熱軋板材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+切邊后供應(yīng)；冷軋板材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+矯直 +切邊后供應(yīng)；冷軋帶材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+切邊成卷供應(yīng)；冷拔管材經(jīng)固溶十酸洗后供應(yīng)、或冷拔 （軋）狀態(tài)供應(yīng)；焊絲以冷拉狀態(tài)、或固溶+酸洗、或半硬化狀態(tài)成盤狀供應(yīng)；冷鍛用絲材以冷拉狀態(tài)、或固 溶+酸洗、或固溶+磨光，成盤狀或直條狀供應(yīng)；環(huán)形件和鍛件一般不經(jīng)熱處理供應(yīng)。
2物理、彈性和化學(xué)性能
2. 1 熔化溫度范圍1374°C ?1420°C ⑶。
2. 2相變點
2. 3熱導(dǎo)率（表2-1）

2. 8 密度p=8. 4

2. 9磁性能
合金無磁性。
2. 10 彈性性能（表2-5）

2. 11 化學(xué)性能
2. 11.1抗氧化性能
2. 11. 1. 1合金在空氣介質(zhì)中，不同溫度試驗 100h的氧化速率見表2-6。

2. 11. 1.2合金不同溫度和時間的氧化腐蝕深度見表2-7。

2. 11.2 耐腐蝕性能
2.12 黑度
合金在空氣中，不同溫度的全輻射黑度 見表2-8.

3力學(xué)性能
1 供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
3. 1. 1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
3.1.2生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計許用值
（表3-2和表3-3）
表3-1

表 3-2[7]

表 3-3[8]

3.2 短時力學(xué)性能
3. 2.1硬度
3. 2.2沖擊性能
3. 2.3壓縮性能
3.2.4 扭轉(zhuǎn)性能
3. 2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6. 1冷軋板經(jīng)不同冶煉工藝，不同溫度的 典型拉伸性能見表3-4。
3. 2.6.2冷軋板不同溫度屈服點前的拉伸曲線 見圖3-1,屈服點至斷裂的拉伸曲線見圖3-20，如果有圖表需求，可以直接與130-7278+7990聯(lián)系。
3. 2.6.3冷軋板經(jīng)不同冷軋變形量，室溫拉伸 性能曲線見圖3-3。
3. 2.6.4 冷軋板經(jīng)700°C和800°C長期時效， 不同溫度的拉伸性能見表3-5。

圖3-2冷軋板不同溫度屈服點至斷裂的拉伸曲線

圖3-3冷軋板經(jīng)不同冷軋變形量.室溫拉伸性能曲線
3.3 持久和蠕變性能
3.3.1持久性能
3.3. 1.1冷軋板不同溫度和時間的持久強度見表3-6。
3.3. 1.2冷軋板不同溫度和時間的秒計持久強度見表3-7。
3.3. 1.3冷軋板不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線見圖3-4,持久熱強參數(shù)綜合曲線見圖3-5.

表 3-6

表 3-7

圖3-4冷軋板不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線⑵

圖3-5冷軋板持久熱強參數(shù)綜合曲線⑺，如果有圖表需求，可以直接與墨，鉅特殊鋼客服聯(lián)系。

3.3.2 蠕變性能
3. 3. 2. I冷軋板經(jīng)不同熱處理，不同溫度、100h的 蠕變極限見表3-80
3. 3. 2. 2冷軋板不同溫度和時間的秒計蠕變極限 見表3-9 o
3.3. 2. 3 冷軋板700°C和800°C不同應(yīng)力的蠕變曲 線分別見圖3-6和圖3-7。
表 3-8

表 3-9
圖3-6冷軋板700°C不同應(yīng)力的蠕變曲線，如果有圖表需求，可以直接與墨，鉅特殊鋼客服聯(lián)系
圖3-7冷軋板800°C不同應(yīng)力的蠕變曲線 冷軋板，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理
3.4 疲勞性能
3.4. 1高周疲勞
冷軋板不同溫度彎曲震動疲勞極限見表3-10, 疲勞S-N曲線見圖3-8o
表 3-10

3.4.2低周疲勞
3. 4.3 特種疲勞
冷軋板不同循環(huán)溫度的冷熱疲勞性能見表3-11。

表 3-11

4工藝性能與要求

4. 1 成形工藝與性能
鋼錠鍛造開坯裝爐溫度不高于800°C ,加熱溫度為1160°C~1200°C，終鍛溫度不低于900°C，一次加熱的變形程度為50%；板材熱軋加熱溫度為1040°C~1100°C,冷軋變形量大于30%。
4. 2 工藝性能

4.2. 1 板材反復(fù)彎曲及杯突性能見表4-1。

4. 2.2 板材沖壓性能見表4-2。

4.3 焊接性能
氬弧焊時熔池流動性和成形性能均良好，裂紋傾向性小；點焊和縫焊時有較寬的規(guī)范參數(shù)范圍，核心 縮孔較小，一般無裂紋及結(jié)合線伸入。該合金可與1Crl8Ni9Ti、GH1140、GH3039、GH3044、GH3128等合金組合進行焊接。
4.3.1手工氬弧焊（對接）規(guī)范見表4-3。
表4-3

4.3.2不加焊絲的自動鎢極氬弧焊（對接）規(guī)范見表4-4。

4.3.3固溶狀態(tài)縫焊規(guī)范見表4-5。
表 4-4

表 4-5

4.3.4各種焊接接頭的力學(xué)性能見表4-6。

表 4-6

4. 4 零件熱處理工藝

航空工廠零件的中間熱處理和最終熱處理制度為：1000°C*(5?10)min/AC或WQ。如需要零件具有高的熱強性，可將最終固溶處理溫度提高到1150°C。
4. 5 表面處理工藝
熱處理后，零件表面的氧化皮可用吹砂或酸洗方法清除。酸洗時采用hf-h2so4-hno3水溶液的單 一酸洗工藝，也可釆用NaOH-NaNO3和H2SO4-NaCl-H2。溶液的復(fù)合酸堿洗工藝□氣
4. 6 切削加工與磨削性能
無特殊要求。

5組織結(jié)構(gòu)
5. 1 相變溫度
5. 2 時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
5.3 典型組織
合金板材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后為單相奧氏體組織，晶粒度為5~8級，存在有少量TiC和Ti(CN),見 圖5-1、圖5-2o生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)少量因固溶溫度偏低，由殘余碳化物形成的老晶界，見圖5-3。
合金經(jīng)700°C?800°C長期時效后，析出Cr7C3型碳化物，但析出量較少，對合金的性能影響不大. Cr7C3形貌及分布見圖5-4。
圖5-3板材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的老晶界組織形貌殘余碳化物形成的老晶界。