• 一、GH2132 概述

  
  

    GH2132是Fe-25Ni-15Cr基高溫合金，加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強化。在650℃以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度，并且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。適合制造在650℃以下長期工作的航空發動機高溫承力部件，如渦輪盤、壓力機盤、轉子葉片和緊固件等。該合金可以生產各種形狀的變形產品，如盤件、鍛件、板、棒、絲和環形件等。

    優質GH2132合金，是在GH2132合金基礎上發展而來，只要是提高合金純潔度，限制氣體含量，控制低熔點元素含量，并調整熱處理制度，從而使合金的熱強性和長期使用性能提高。

1.1 GH2132 材料牌號  GH2132(GH132)

1.2 GH2132 相近牌號  A286,UNSS66286(美國),ZbNCT25(法 國),P.Q.A286(美國)

1.3 GH2132 材料的技術標準

    GJB 2611-1996 《航空用高溫合金冷拉棒材規范》

    GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》

    GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環坯規范》

    GJB 3065-1998 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》

    GJB 3167-1998 《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規范》

    GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板規范》

    GJB 3782-1999 《航空用高溫合金鍛制圓餅規范》

    GB/T 14996-1994 《高溫合金冷軋薄板》

    Q/3B4071-1993 《YZGH2132合金熱軋棒材》

    Q/6S1032-1992 《高溫緊固件用YZGH2132合金棒材》

1.4 GH2132 化學成分  GH2132合金化學成分見表1-1，優質GH2132合金化學成分見表1-2。                                                             

表1-1%

   注：1 冷拉棒、圓餅和環坯標準規定ω(Ti)1.80%～2.35%。

    2 熱軋和冷軋板標準規定，ω(B)0.003%～0.010%，ω(Mn)≤2.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。

    3 冷拉焊絲標準規定，ω(Al)≤0.35%，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。

    4 冷鐓用絲材標準規定，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.025%，ω(S)≤0.020%。

    5 熱軋和鍛制棒材標準規定ω(Cu)≤0.25%。

表1-2%

    注：微量元素Se、Te、Tl在確定分析方法前，報實測數據，不作為驗收依據。

1.5 GH2132 熱處理制度 材料標準規定的GH2132熱處   理制度見表1-3；優質GH2132熱處理制度為900℃±10℃，1～2h,油冷＋750℃±10℃，16h，空冷。

表1-3

    注:冷拉棒和冷拉絲標準規定，性能檢驗不合格時，可以不大于760℃時效16h，合格后交貨。

1.6 GH2132 品種規格和供應狀態 可以供應各種規格的棒材、板材、絲材、盤件和環件。棒材、圓餅和環坯不經熱處理交貨；熱軋板和冷軋板固溶和酸洗后交貨；冷拉棒材于固溶＋酸洗狀態交貨；冷鐓絲可于固溶＋酸洗盤狀、或固溶＋酸洗直條狀、或固溶直條狀磨光和冷拉等幾種狀態交貨；冷拉焊絲于冷拉狀態、或固溶＋酸洗、或半硬狀態交貨。

1.7 GH2132熔煉和鑄造工藝 GH2132合金可采用非真空感應＋電渣，電弧爐＋電渣和電弧爐＋真空電弧以及真空感應＋真空電弧等工藝熔煉。優質GH2132合金可采用真空感應＋真空電弧工藝熔煉。

1.8 GH2132 應用概況與特殊要求 在航空上主要用于在650℃以下工作的發動機壓氣機盤、渦輪盤、承力環、機匣、軸類、緊固件和板材焊接承力件等。在國內該合金已在航空上獲得較為廣泛的應用。優質GH2132合金用作航空發動機壓氣機葉片及高溫緊固件等。

二、GH2132 物理及化學性能

2.1 GH2132 熱性能

2.1.1 GH2132 熔化溫度范圍  1364-1424℃[1]。

2.1.2 GH2132 熱導率  見表2-1。

表2-1[1]

2.1.3 GH2132線膨脹系數 GH2132線膨脹系數見表2-2；優質GH2132線膨脹系數見表2-3

表2-2[1]

表2-3[2]

2.2 GH2132密度  GH2132:ρ=7.93g/cm3[1]；優質GH2132:ρ=7.99g/cm3[2]。

2.3 GH2132電性能  電阻率見表2-4

2.4 GH2132磁性能  

2.5 GH2132化學性能

2.5.1 GH2132抗氧化性能 合金在空氣介質中試驗100～300h后的氧化速率見表 2-5。

表2-4[1]

表2-5[1]

三、GH2132力學性能

技術標準規定的性能  GH2132合金見表3-1；優質GH2132合金見表3-2

表3-1

① 冷拉棒和冷鐓用絲材，固溶狀態硬度不大于HBS202(HV194)。

② 板材的高溫拉伸和持久試驗只作一個溫度，如合同中未注明時按650℃進行試驗。

③ 如需方要求，可按括號內指標進行檢驗。

四、GH2132組織結構

4.1 相變溫度

4.2 時間-溫度-組織轉變曲線 GH2132合金中η-Ni3Ti相的析出動力學曲線見圖4-1。

4.3 合金組織結構 GH2132合金在標準熱處理狀態下，在γ基體上有球狀均勻彌散分布的Ni3（Ti，Al）型γ′相以及TiN,TiC，晶界有微量M3B2，晶界附近可能有少量η相和L相。合金硅、硫含量較高時，會有G相、Y相在晶界析出。長期時效或使用后是否有σ相析出，與合金成分有關。近年來采用相分析

計算方法提出了如下簡化公式：

ΔNv′=Ni－3Ti－3.5Al－1.7Si－0.9Cr－4.7[1] 

注：元素符號表示該元素在合金中的重量百分比。當ΔNV′>0

時，無σ相析出。

γ′相的溶解溫度為830～850℃，開始析出溫度在650℃左右，700～730℃析出最多。標準熱處理后γ′相數量約為合金重量的2%～3%，直徑約10～20nm，其化學組成近似(Ni0.93Fe0.04Cr0.03)2.73(Ti0.83Al0.17)。550～650℃長期時效后，γ′相數量稍微增加，尺寸略微長大。當合金中ω(Al)>0.4%時，就有可能出現胞狀γ′相。

TiC,TiN的數量約占合金重量的0.25%，基本上不參與合金熱處理過程的組織轉變。TiC在1180℃以上才開始溶解，TiN則更不易溶解。

η相形成的溫度區間約在700～900℃之間，析出溫度與合金Ti含量相關。

M3B2相在1040～1080℃固溶時已大量溶解，至1180～1210℃可完全溶解，M3B2在650℃時效已有析出。

L相在950～990℃之間股溶蝕溶解，析出峰在850℃左右。G相在982℃以上開始溶解，至1120℃可完全溶解，析出峰在850℃左右。σ相析出溫度在650～900℃之間，析出峰在750～850℃左右。G、σ和η相的出現對合金性能起損害作用。

五、GH2132工藝性能與要求

5.1 成型性能

5.1.1 GH2132合金的工藝塑性圖見圖5-1，再結晶圖見圖5-2。

5.1.2 合金鍛造開坯加熱溫度1080～1140℃，終鍛溫度高于900℃。水壓機開坯時加熱溫度1110℃，停壓溫度高于950℃；模鍛開壓溫度為1100℃，停壓溫度高于930℃。環件軋制加熱溫度1130～1150℃，終軋溫度高于900℃。棒材及型材軋制溫度1080～1140℃，終軋溫度高于900℃。

5.2 焊接性能 合金具有滿意的焊接性能，可用氬弧焊、點焊、縫焊緊進行焊接。合金于固溶狀態進行焊接，焊后進行時效處理。

5.2.1 手工和自動鎢極對接氬弧焊規范見表5-1。推薦采用HGH113焊絲和較小的焊接能量輸入。

5.2.2 自動鎢極脈沖氬弧焊對焊規范見表5-2。

5.2.3 縫焊規范見表5-3。

5.2.4 焊后進行時效處理的氬弧焊對接接頭的強度系數大于90%。

表5-1[8]

表5-2[8]

表5-3[8]

5.3 零件熱處理工藝 固溶溫度980～1000℃，根據零件截面厚度溫度保溫不同時間后進行空冷、油冷或水冷后，再在700～720℃時效12～16h后空冷。優質GH2132合金制零件的熱處理工藝為：固溶900℃±10℃，1～2h，油冷＋時效750℃±10℃，16h，空冷。

5.4 表面處理工藝 在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯涂層涂層進行有效的保護。