GH2036高温合金材料技术标准 GH2036特性及应用

GH2036概述

 

GH2036合金是一种以VC强化的沉淀硬化型铁基高温合金，其组织稳定，在600～650°C具有良好的物理和力学性能，并且具有优异的切削加工性能。该合金在高温合金系列中，使用温度较低，但在生产和应用中广泛使用。它主要用于工作温度在600～650°C的航空涡轮喷气发动机的涡轮盘、承力环和紧固件，同时也可用于柴油机、汽轮机的增压涡轮叶片和其他高温部件。

 

材料牌号：GH2036（GH36）。

 

相似牌号：9[1481,37X12H8T8MφB（俄罗斯）。

 

材料的技术标准：GJB 2611—1996《航空用高温合金冷拉棒材规范》、GJB 2612—1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》、GJB 3020·1997《航空用高温合金环坏规范》、GJB 3165—1998《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》、GJB 3167· 1998《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》、GJB 3782--1999《航空用高温合金锻制圆饼规范》、GB/T 14992—1994《高温合金牌号》。

 

化学成分 见表。

注：GJB3165规定w(Cu)≤0.25%，GJB3782规定w(Cu)≥0.20%。

 

热处理制度

 

锻制圆饼和环件毛坯标准热处理制度：1140℃或1130℃，保温80min，水冷+650～670℃，保温14～16h，然后升温至770～780℃，保温14～20h，空冷。 1.5.2 热轧和锻制棒材标准热处理制度：1140℃+5℃，d<45mm保持80min，d>45mm保持105min，流动水冷却+670℃，保温12～14h，再升温至770～800℃，保温12～14h，空冷。 1.5.3 冷拉棒材标准热处理制度：1140℃+5℃，保温80min，流动水冷却+670℃，保温12～14h，再升温至770～800℃，保温10～12h，空冷。

 

品种规格与供应状态 可供应各种规格的热轧棒材、冷拉棒材、热锻棒材、饼材、环件毛坯和冷拉丝材等。棒材、饼材和环坯不经过热处理交货；冷拉棒材交货时处于固溶状态、固溶+酸洗或冷拉状态；丝材交货时处于冷拉状态、固溶+酸洗或半硬状态；冷镦用冷拉丝材交货时处于固溶+酸洗盘状、固溶+酸洗直条状、固溶直条状磨光或冷拉状态。

 

熔炼与铸造工艺 该合金采用电弧炉熔炼、电弧炉+电渣重熔和非真空感应炉+电渣重熔等工艺。

 

应用概况与特殊要求 合金被广泛应用于航空发动机中的涡轮盘和紧固件等承力部件，并经过长期的使用考验。然而，合金的膨胀系数较高，抗氧化和耐腐蚀性能相对较差，且在600～650℃时存在缺口敏感性。

 

物理及化学性能 热性能 熔化温度范围：熔化温度为1365℃

 

密度：p=7.85g/cm³。

 

磁性能

 

化学性能 抗氧化性能：在800℃和900℃的空气介质中，经过100小时试验后，氧化速率分别为1.25g/(m²·h)和1.97g/(m²·h)。

 

力学性能 技术标准规定的性能：锻制圆饼、环件毛坯、冷拉棒材和冷拉丝材技术标准规定的性能见表。

组织结构 相变温度：VC和Cr₂2C₆相在1100～1120°C基本溶解，NbC于1200℃以上才开始溶解。VC在700～800°C析出最多，Cr₂3C析出峰值在950°C。合金经过标准热处理后，在650°C的长期时效过程中，VC'和Cr₂C₆颗粒会长大，而NbC基本无变化。

 

时间-温度-组织转变曲线：铁基变形高温合金。

 

合金组织结构：在固溶状态下，合金由奥氏体及少量的初生NbC和VC组成，时效后VC分布于基体中，Cr₂3C沿初生碳化物周围及晶界上呈链状分布。

 

工艺性能与要求 成形性能：合金经锻造开坯，装炉温度不高于700°C，加热温度1150°C±20°C，终锻温度大于900°C。镦饼时装炉温度低于800°C，加热温度1150°C±10°C，终锻温度大于950°C。模锻时不大于900°C装炉，2.5小时升温到1180～1190°C，保温60分钟，终锻温度不低于950°C。变形温度与变形程度的关系见图5-1和图5-2。

焊接性能

 

零件热处理工艺：中等尺寸涡轮盘和承力环的热处理制度为1140°C±10℃，保温80分钟，水冷+660°C±10℃，保温16小时，然后升温至770～800°C，保温16小时，空冷（当合金中w(C)≤0.36%时第二阶段时效在770～780°C下进行；w(C)>0.36%时第二阶段时效则在790～800℃下进行）。 5.4 大型涡轮盘和承力环的热处理制度为1140℃±10℃（也可采用1130℃±10℃），保温3小时，流动水冷却+650～670℃，保温14～16小时，然后升温至760～800℃，保温16～20小时，空冷（时效第二阶段的具体温度根据熔炼工艺和化学成分在760～800℃内确定）。