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高温合金GH1015冷轧板(厚度≥1.5mm)百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:4760次

高温合金GH1015冷轧板(厚度≥1.5mm)百科解析

简介:
GH1015(旧牌号GH15)是一种重要的
铁镍基固溶强化型高温合金。其设计核心在于通过高含量的铬(Cr)、钨(W)等元素在基体中的固溶作用,在高达950℃的温度下仍能保持优异的强度、抗氧化及抗腐蚀性能。厚度≥1.5mm的冷轧板是其常见且关键的制品形式,广泛应用于对高温强度、耐蚀性及成形性有综合要求的领域。

一、 核心化学成分:
GH1015的成分设计平衡了高温性能、工艺性和成本:

  • 基体元素: 镍(Ni) 含量约35-40%,铁(Fe) 含量约余量,构成稳定的奥氏体基体。

  • 关键固溶强化元素:

    • 铬(Cr): 含量约19-22%,提供优异的抗氧化和抗高温燃气腐蚀能力,是高温服役的基础保障。

    • 钨(W): 含量约5.5-6.5%,是主要的固溶强化元素,显著提升高温强度(尤其是抗蠕变能力)。

  • 微量强化/稳定元素:

    • 钼(Mo): 含量约2.0-3.0%,辅助固溶强化,提升抗蚀性(尤其点蚀)和高温强度。

    • 铝(Al)、钛(Ti): 含量极低(通常Al≤0.50%, Ti≤0.50%),主要起脱氧和微量沉淀强化作用,对持久强度有贡献。

    • 碳(C): 含量≤0.08%,通常控制在较低水平,以优化焊接性和塑性。

    • 锰(Mn)、硅(Si): 作为脱氧剂和杂质元素存在,含量有上限控制(如Mn≤1.0%, Si≤0.80%)。

    • 磷(P)、硫(S): 作为有害杂质元素,含量被严格限制在极低水平(通常P≤0.030%, S≤0.020%)。


二、 关键性能特点:

  1. 卓越的高温强度: 在700-950℃范围内,凭借高W、Mo含量带来的强固溶强化效果,GH1015展现出优异的抗拉强度、屈服强度和突出的抗蠕变能力与持久强度,使其成为高温承力结构的理想选择。

  2. 优异的抗氧化与抗热腐蚀性: 高Cr含量使其在高温空气、燃气环境中能形成致密稳定的Cr₂O₃保护膜,有效抵抗氧化剥落和热腐蚀(如含硫气氛)。

  3. 良好的冷热加工塑性: 作为固溶强化合金,GH1015具有良好的塑性,易于进行冷轧、冲压、弯曲等成形加工。≥1.5mm的冷轧板通常具有较好的深冲或中等变形能力。

  4. 满意的焊接性: 其较低的碳含量和固溶态特性使其焊接性优于沉淀强化型高温合金,可采用氩弧焊(TIG)、焊条电弧焊等多种方法焊接,焊后一般无需复杂热处理(通常仅需固溶处理)。

  5. 综合力学性能: 在固溶处理状态下(标准供货状态):

  6. 室温性能: 抗拉强度(Rm)通常在≥685 MPa,屈服强度(Rp0.2)≥295 MPa,延伸率(A)≥35%。实测值通常更高。

  7. 高温性能(典型值): 例如在900℃下,100小时持久强度(σ100)仍保持较高水平(具体值需参考详细标准或实测数据)。

三、 核心工艺与标准:

  1. 生产工艺流程:

  2. 冶炼(真空感应 + 真空自耗或电渣重熔)→ 锻造或热轧开坯 → 热轧成板坯 → 冷轧(核心工序,控制厚度≥1.5mm,实现高精度尺寸、良好板形和表面质量)→ 固溶处理(关键热处理,通常在1100-1170℃范围内保温后快速冷却如水淬,使强化元素充分固溶,碳化物均匀分布,获得最佳综合性能)→ 精整(矫直、酸洗/抛光)→ 检验 → 包装。

  3. 主要执行标准(中国):

  4. GB/T 14992《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》:定义了GH1015的牌号归属和基本要求。

  5. GB/T 14995《高温合金热轧板》 / GB/T 14996《高温合金冷轧板》:这是最核心的产品标准,详细规定了GH1015冷轧板(包括厚度≥1.5mm)的尺寸、外形、允许偏差、技术要求(化学成分、力学性能、高低倍组织、表面质量)、试验方法、检验规则及包装标志等。采购员必须依据此标准签订技术协议。

  6. 航空/航发标准(如HB系列): 针对航空航天应用可能有更严格或特定的补充要求(如特定温度下的持久性能、无损检测级别等)。

  7. 协议标准: 特定重大工程或用户可能依据GB/T 14996等制定更严格的专用技术协议。

  8. 常见供货状态: 固溶处理态(通常标记为“M”或“固溶”)。这是标准状态,板材直接在此状态下使用或进行后续成形/焊接。


四、 典型应用领域:
GH1015冷轧板(≥1.5mm)因其优异的高温强度、抗腐蚀性和成形性,广泛应用于:

  • 航空航天: 发动机燃烧室部件、加力燃烧室板材件、涡轮外环、隔热屏、机匣等高温非转动承力结构。

  • 能源动力: 燃气轮机燃烧室火焰筒、过渡段、喷嘴、热交换器管板等。

  • 化工冶金: 高温炉辊、辐射管、炉用构件、热处理夹具、耐高温腐蚀容器/管道衬板。

  • 其他: 高温紧固件、弹簧、核工业部分部件。

五、 采购关键考量点(针对采购员):

  1. 标准符合性: 明确要求供应商执行GB/T 14996《高温合金冷轧板》 标准(或更严格的专用协议),并明确具体修订年份。

  2. 厚度公差: ≥1.5mm冷轧板对厚度公差有严格要求(GB/T 14996有详细规定),需在合同中明确精度等级(如普通级、较高级、高级),这对成本和使用性能(如装配)有直接影响。

  3. 性能保证: 合同中必须明确力学性能(室温拉伸、高温持久/蠕变若需要)、硬度、金相组织(晶粒度、夹杂物等)、无损检测(超声探伤级别)等验收指标及测试方法标准。

  4. 表面质量: 明确表面光洁度要求(如酸洗表面、抛光表面等级)及允许的表面缺陷(划痕、压痕、麻点等)的程度和范围。

  5. 质保文件: 要求供应商提供完整的质量证明书(材质单),包含熔炼炉号、批号、规格、实测化学成分、力学性能、热处理状态、执行标准等关键信息,并确保可追溯性。

  6. 供应商资质: 优先选择具备完善高温合金生产体系(特别是纯净熔炼和精密冷轧能力)、严格质量控制并通过相关认证(如航空、核电)的合格供应商。

总结:
GH1015冷轧板(厚度≥1.5mm)凭借其以高Cr、高W固溶强化为核心的高温强度、抗氧化抗腐蚀性及良好工艺性,成为高温环境关键结构件的可靠选择。采购员需深入理解其成分特点、核心性能(尤其是高温强度)、必须遵循的
GB/T 14996等工艺标准,并在采购合同中精确锁定技术规格(厚度公差、性能指标、表面要求、质保文件)和供应商资质,才能确保获得满足严苛高温服役要求的合格材料。



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