材料牌號：GH5188/GH188、GH188 (GH5188)

相近牌號：Haynes Alloy No.188/HA188

美國牌號：UNSR30188

法國牌號：KCN22W

一、GH5188(GH188)概述

   GH5188是固溶強化型鈷基高溫合金，加入14%的鎢固溶強化，使合金具有優(yōu)良的高溫?zé)釓娦?，添加較高含量鉻和微量鑭，使合金具有良好的高溫抗氧化性能，同時具有滿意的成形、焊接等工藝性能，適于制造航空發(fā)動機上在980℃以下要求高強度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天發(fā)動機和航天飛機上使用。可生產(chǎn)供應(yīng)各種變形產(chǎn)品，如薄板、中板、帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。

    1.1 GH5188(GH188)材料牌號 GH5188(GH188)。

1.2 GH5188(GH188)相近牌號 Haynes AlloyNo.188(HA188),UNSR30188(美國),KCN22W(法國)。

    1.3 GH5188(GH188)材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)    

1.4 GH5188(GH188)化學(xué)成分  見表1-1。

                                      表1-1%

C Cr Ni Co W Fe B La

0.05～0.15 20.0～24.0 20.0～24.0 余 13.0～16.0 ≤3.0 ≤0.0150.03～0.12

Mn Si P S Ag Bi Pb Cu

不大于

≤1.25 0.20～0.50 0.020 0.015 0.0010 0.0001 0.0010 0.07

    1.5 GH5188(GH188)熱處理制度熱軋板材1170～1190℃，空冷；冷軋帶材和板材1165～1230℃，快速空冷；棒材和鍛件1180℃±10℃，快速空冷。

    1.6 GH5188(GH188)品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)供應(yīng)δ0.5～4mm的冷軋薄板、δ4～14mm的熱軋中板、δ0.05～0.8mm的冷軋帶材，及各種尺寸的棒材、鍛件、焊絲及精密鑄件。板材經(jīng)固溶處理、酸洗、矯直和切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)固溶處理、酸洗、切邊后成卷供應(yīng)；板材經(jīng)固溶處理后磨光或車光交貨；鍛件于固溶狀態(tài)供應(yīng)；精鑄件于鑄態(tài)交貨。

    1.7 GH5188(GH188)熔煉與鑄造工藝合金采用真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝生產(chǎn)。精密鑄件采用真空感應(yīng)熔煉后由母合金錠真空重熔澆鑄而成。

    1.8 GH5188(GH188)應(yīng)用概況與特殊要求該合金在國外廣泛應(yīng)用于制造燃氣渦輪及導(dǎo)彈的高溫部件，如燃燒室、尾噴管及核能工業(yè)中的熱交換器等零部件。在國內(nèi)用該合金制成的航空發(fā)動機燃燒室火焰筒和導(dǎo)向葉片等高溫部件已通過長期試車考驗，并投入生產(chǎn)應(yīng)用。用該合金板材加工成零件的制造工藝中，任何工序（如熱處理、焊接等）均應(yīng)防止?jié)B碳及銅污染，以免損害合金的力學(xué)性能和耐蝕性能。

二、GH5188(GH188)物理及化學(xué)性能    

    2.1 GH5188(GH188)熱性能                                      

    2.1.1 GH5188(GH188)熔化溫度范圍 1300～1360℃。

2.1.2 GH5188(GH188)熱導(dǎo)率  見表2-1。

                                           表2-1

θ/℃ 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

λ/(W/(m·℃)) 12.23 15.32 18.30 20.81 22.90 25.04 26.50 27.8829.06

2.1.3 GH5188(GH188)比熱容 見表2-2。

                                           表2-2

θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

c/(J/(kg·℃)) 208 425 454 484 513 534 554 571 588 600

2.1.4 GH5188(GH188)線膨脹系數(shù) 見表2-3。

                                           表2-3

θ/℃ 20～100 20～200 20～300 20～400 20～500 20～600 20～700 20～80020～900 20～1000

α/10-6℃-1 11.8 12.4 12.9 13.4 13.7 14.4 14.8 15.2 15.716.2

2.1.5 GH5188(GH188)熱擴散率見表2-4。

                                           表2-4

θ/℃ 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Q/(10-6m2/s) 3.15 3.70 4.15 4.45 4.70 4.95 5.10 5.205.30

    2.2 GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3。

2.3 GH5188(GH188)電性能 合金電阻率見表2-5。

                                        表2-5

θ/℃ 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

ρ/(10-6Ω·m) 1.051 1.056 1.100 1.133 1.143 1.171 1.192 1.1991.204 1.213 1.226

2.4 GH5188(GH188)磁性能 合金無磁性。

2.5 GH5188(GH188)化學(xué)性能 

2.5.1 GH5188(GH188)抗氧化性能

2.5.1.1 GH5188(GH188)在空氣介質(zhì)中試驗100h的氧化速率見表2-6。

                                           表2-6

θ/℃ 900 1000 1100

氧化速率/(g/m2·h) 0.021～0.034 0.081～0.098 0.125～0.128

2.5.1.2GH5188(GH188)GH5188、GH3536和GH605三種合金刀餓楔形樣式，在爐中的高溫靜止空氣中在指定溫度下試驗1h后，在空氣中冷卻不少于40min，總的循環(huán)次數(shù)為100周；另一組試樣在轉(zhuǎn)速為1000r/min的旋轉(zhuǎn)式燃燒裝置中作循環(huán)氧化試驗，在指定溫度下于0.3馬赫的燃燒產(chǎn)物中保持1h，然后以0.7馬赫的冷空氣吹3min，交替試驗100周后試樣的重量損失見圖2-1。

2.5.2 GH5188(GH188)耐腐蝕性能在含有硫酸鈉和氯化鈉等污染物的環(huán)境中，該合金的耐腐蝕能力優(yōu)于鎳基合金GH3536。GH5188等5種合金板材，在燃氣速度為4m/s，燃燒空氣中含5×10-6和5×10-5海鹽，№.2號燃油中含0.3%～0.45%硫，空氣-油的比例為30：1，試驗時試樣旋轉(zhuǎn)，并每隔1h試樣從900℃用冷空氣吹冷至260℃以下，如此在燃燒裝置上循環(huán)試驗200h后的動態(tài)熱腐蝕試驗結(jié)果見圖2-2。

三、GH5188(GH188)力學(xué)性能

GH5188(GH188)合金不同品種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。

                                            表3-1

品種 拉伸性能 持久性能 硬度HV 其他性能

θ/℃ σP0.2/MPa σb/MPa δ5/% θ/℃ σ/MPa t/h δ5/%

不小于 不小于

中板 20 380 860 45 815① 927① 165 76 23 23 10 15 282 晶粒度≥4級

薄板 20 650 380 250 860 620 45 50 927 76 23 15 -彎曲、抗氧化、晶粒度

帶材 δ≤0.51mm 20 650 380 250 860 620 40 40 927 62 23 8 -彎曲180°、抗氧化、晶粒度≥4級

帶材 δ>0.51mm 20 650 380 250 860 620 45 50 927 76 23 15-

棒材 20 380 860 45 927 90 23 15 HBS≤302 抗氧化

鍛件 20 380 860 45 927 83 23 15 HBS≤293 抗氧化

精鑄件 20② 300 600 10 815 165 15 - - -

① 持久試驗任選一個溫度進行。

② 試制時拉伸試驗結(jié)果供參考。  

四、GH5188(GH188)組織結(jié)構(gòu)

4.1 GH5188(GH188)相變溫度          

4.2 GH5188(GH188)時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 見圖4-1。

4.3 GH5188(GH188)合金組織結(jié)構(gòu) 

4.3.1GH5188(GH188)固溶狀態(tài)除奧氏體基體外，有M6C一次碳化物，少量的M6C與富鑭化合物結(jié)合在一起的LaxMy相，還有極少量的M3B2和TiC相。在高溫長期暴露后，M6C會分解析出M23C6，某些爐號可能析出L相，該相在1180℃固溶或在870～980℃長期暴露后重熔于基體。

4.3.2GH5188(GH188)中板、薄板和帶材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供應(yīng)狀態(tài)的晶粒度應(yīng)不粗于4級。固溶溫度(保溫時間10min)對板材晶粒度級別的影響見表4-1。

                                     表4-1

固溶溫度/℃ 1100 1120 1

晶粒度/級 8～7(9) 8～7 7～8 6～8 6～8(5)

固溶溫度/℃ 1 1200 1220

晶粒度/級 5～7 5～7(4) 5～6(4) 4～6(3) 3～5(2)

 

五、GH5188(GH188)工藝性能與要求

5.1 GH5188(GH188)成形性能

5.1.1GH5188(GH188)鍛造加熱溫度1180℃，終鍛溫度不低于980℃。鑄造組織破碎后們可以采用大變形量，以減少再加熱次數(shù)和細化晶粒。

5.1.2GH5188(GH188)板材再固溶處理后塑性良好，可以采用任何冷成形工藝成形，但其Zui小變形量應(yīng)大于12%，以避免退火后產(chǎn)生粗大晶粒(臨界變形組織)。

5.1.3 GH5188(GH188)工藝塑性

5.1.3.1 GH5188(GH188)高溫扭轉(zhuǎn)塑性圖見圖5-1；高溫拉伸塑性圖見圖5-2。

5.1.3.2 GH5188(GH188)δ1.2mm板材供應(yīng)狀態(tài)的杯突試驗擠壓深度為10.6～12.0mm。

5.2 GH5188(GH188)焊接性能合金焊接性能良好，可用各種形式焊接工藝連接，以氬弧焊連接效果，接頭強度和塑性下降較少。氬弧焊接頭與基體材料的持久性能對比見表5-1。

                                          表5-1

材料 θ/℃ σ/MPa t/h δ/% 材料 θ/℃ σ/MPa t/h δ/%

氬弧焊接頭基體材料 815 165 94 61 28 36 氬弧焊接頭基體材料 1090 22 29 21 721

5.3 GH5188(GH188)零件熱處理工藝該合金在加熱后形成的表面氧化膜與基體結(jié)合較牢，采用清洗不銹鋼氧化皮的方法不易洗掉，而應(yīng)采用復(fù)合堿酸洗工藝清除氧化皮。

 

公司在發(fā)展歷程中，堅持裝備、管理、人才、產(chǎn)品的市場定位

此合金具有以下特性：

1.對氧化和還原環(huán)境的各種腐蝕介質(zhì)都具有非常出色的抗腐蝕能力

2.的抗點腐蝕和縫隙腐蝕的能力，并且不會產(chǎn)生由于氯化物引起的應(yīng)力腐蝕開裂

3.的耐無機酸腐蝕能力，如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸以及硫酸和鹽酸的混合酸等

4.的耐各種無機酸混合溶液腐蝕的能力

5.溫度達40℃時，在各種濃度的鹽酸溶液中均能表現(xiàn)出很好的耐蝕性能

6.良好的加工性和焊接性，無焊后開裂敏感性

7.具有壁溫在-196～450℃的壓力容器的制造認證

8.經(jīng)美國腐蝕工程師協(xié)會NACE標(biāo)準(zhǔn)認證（MR-01-75）符合酸性氣體環(huán)境使用的標(biāo)準(zhǔn)等級VII

 

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