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GH500高温合金百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:40904次

GH500高温合金百科解析

GH500(通常对应美国牌号Udimet 500)是一种采用γ‘相进行沉淀强化的镍基变形高温合金。它以其优异的高温强度、出色的抗热腐蚀性能和良好的组织稳定性而著称,被广泛应用于制造航空发动机、燃气轮机等高温环境下的关键部件,如涡轮盘、叶片和紧固件等。

一、 化学成分

GH500合金的化学成分设计精密且复杂,各元素协同作用,共同赋予材料卓越的性能。

  • :作为基体元素,镍提供了稳定的面心立方奥氏体结构,确保了合金在高温下良好的韧性和组织稳定性,同时也是形成主要强化相γ’的基础。

  • :主要作用是提供优异的抗高温氧化和热腐蚀能力。铬能在合金表面形成一层致密的Cr₂O₃氧化膜,有效阻止内部金属被进一步侵蚀。

  • :钴的加入能减少钛、铝等强化元素在基体中的溶解度,从而提高γ’相的析出数量和质量,提升高温强度。同时,钴能固溶强化基体,并改善合金的塑性。

  • :作为重要的固溶强化元素,钼原子固溶于镍基体中,引起晶格畸变,显著提高基体的强度和再结晶温度,增强抗蠕变能力。

  • 铝 和 钛:这是合金最关键的两个元素。它们与镍反应形成金属间化合物Ni₃(Al, Ti),即γ’相。γ’相是GH500合金最主要的强化相,其数量、尺寸和分布直接决定了合金的强度水平。铝和钛的含量需要精确控制以平衡强度和塑性。

  • 碳、硼、锆:这些是微量添加剂,但作用至关重要。它们主要偏聚于晶界,能强化晶界,提高晶界强度,从而改善合金的持久和蠕变性能,并抑制晶界裂纹的萌生和扩展。

二、 关键力学与物理性能指标

以下数据为GH500合金在标准热处理状态下的典型值,具体数值可能因产品形式(棒材、锻件)、规格及热处理批次的细微差异而略有不同。

1. 抗拉强度
抗拉强度是材料在拉伸试验中所能承受的最大应力。GH500合金在常温下的抗拉强度非常高,通常在
1300 MPa至1500 MPa的范围内。这一指标表明材料具有极强的抵抗外力破坏的能力。


2. 屈服强度
屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力值,对于工程设计而言,它比抗拉强度更具参考意义。GH500合金的室温屈服强度同样出色,典型值在
1000 MPa至1200 MPa之间。高屈服强度意味着零件在高温高应力工况下不易发生永久变形。

3. 密度
GH500合金的密度较高,约为
8.05 g/cm³。这是由其所含的镍、钴、钼等高密度金属元素决定的。较高的密度是追求高强度和高性能材料时通常需要接受的特性。

4. 硬度
硬度反映了材料抵抗局部塑性变形(如压痕或划痕)的能力。GH500合金在经过标准热处理后,其室温硬度通常达到
HRC 38至45(洛氏C标度),属于高硬度材料范畴,这与其高强度特性是相符的。

5. 高温性能
GH500合金的真正优势在于其高温性能。在
650°C至815°C的温度区间内,它仍能保持很高的强度保留率。例如,在800°C左右,其屈服强度仍可保持在约800 MPa的水平,远优于普通的不锈钢和铁基高温合金。同时,其在高温下具备优良的抗蠕变和抗疲劳性能。

三、 执行标准

GH500合金的生产和检验严格遵循一系列国家、行业及企业标准,以确保产品质量的一致性和可靠性。常见的执行标准包括:

  • 中国标准

    • GB/T 14992: 这是中国高温合金牌号分类的基础标准,规定了GH500的化学成分范围。

    • GB/T 14993: 针对转动部件用高温合金棒材的标准,对GH500棒材的力学性能、超声波探伤等有具体要求。

    • 相关技术协议: 对于特定用途(如航空发动机关键锻件),还会遵循更为严格的专用技术协议或企业标准(如航标/HB等)。

  • 美国标准

    • AMS 5706: 这是应用最广泛的航空航天材料规范,详细规定了Udimet 500(等同于GH500)棒材、锻件的化学成分、力学性能、热处理制度和质量控制要求。

总结

GH500合金是一款综合性能极其优异的沉淀硬化型镍基高温合金。其通过高含量的铝、钛形成大量γ’相实现强化,并通过铬、钼、钴等元素的协同作用,获得了在高温环境下无与伦比的强度、硬度和抗腐蚀能力。虽然其密度较高,但这与其卓越的性能相比是值得的。严格遵循GB、AMS等标准体系,确保了GH500合金在航空、能源等尖端工业领域能够安全、可靠地服役。它是工程师在面对极端高温高压挑战时的重要材料选择之一。

详细分析

1. 基本信息(源自公开工商信息)

成立时间:2003年07月08日(截至2024年,已运营超过21年,不属于新公司,有一定的行业积淀)。

经营范围:主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售,以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间:成立超过10年,表明公司在市场竞争中生存了下来,拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置:位于上海这一全国金融、贸易和物流中心,信息灵通,交通便利,便于开展国内及进出口业务。

资质齐全:拥有“货物进出口”资质,意味着可以开展国际贸易业务,这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号:

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列:

Inconel 600: 耐高温、耐腐蚀,常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601: 极高的抗氧化性,常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625: 明星产品,具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力,广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718: 最广泛使用的高温合金之一,在高温下具有极高的强度,是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750: 通过时效硬化获得高强度,用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列:

Hastelloy C-276: 王牌耐腐蚀合金,对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性,是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22: 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力,用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3: 专门抵抗还原性介质(如盐酸、硫酸)的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列:

Monel 400: 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性,常用于海洋和化工环境。

Monel K-500: 在Monel 400的基础上增加了强度,具有磁性,用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金:

Alloy 20: 优异的抗硫酸腐蚀能力,常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201: 纯镍,具有优异的耐腐蚀性和导电性,常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能,如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36: 因瓦合金,具有极低的热膨胀系数,用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902: 恒弹性合金,其弹性模量在一定温度范围内基本恒定,用于高级传感器和精密弹簧。


产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料,包括:

板材、带材

棒材、线材

管材、管件(无缝管、焊管、弯头、三通等)

法兰、锻件

焊材(焊条、焊丝)

重要提示:

具体库存和牌号可能变动: 以上列出的是镍基合金的常见牌号,但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式: 要获取最准确、最及时的产品信息,强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询: 您可以访问他们的官方网站(如果有的話)来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助!如果您有特定的应用场景或介质环境,也可以提出,这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。



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