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GH5188

一、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)良的高溫熱強性，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 GH188

1.2 GH5188(GH188)相近牌號 Haynes Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美國),KCN22W(法國)。

1.3 GH5188(GH188)材料的技術標準    

GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板材規(guī)范》

Z9 0103-1990 《GH188合金板材技術條件》

Z9 132-1999 《焊接用GH188合金冷拉絲材技術條件》

Q/5B 4002-1992 《GH188合金冷軋帶材》

Q/5B 4003-1992 《GH188合金冷軋板材》

Q/5B 4014-1992 《GH188合金鍛件技術條件》

Q/5B 4020-1992 《K188合金熔模精密鑄件》

Q/5B 4022-1992 《GH188合金棒材》

Q/5B 4057-1992 《GH188高溫合金冷拉焊絲》

1.4 GH5188(GH188)化學成分  見表1-1。

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)格與供應狀態(tài) 供應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；帶材經(jīng)固溶處理、酸洗、切邊后成卷供應；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；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熔煉后由母合金錠真空重熔澆鑄而成。

1.8 GH5188(GH188)應用概況與特殊要求 該合金在國外廣泛應用于制造燃氣渦輪及導彈的高溫部件，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向葉片等高溫部件已通過長期試車考驗，并投入生產(chǎn)應用。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）均應防止?jié)B碳及銅污染，以免損害合金的力學性能和耐蝕性能。

二、GH5188(GH188)物理及化學性能

2.1 GH5188(GH188)熱性能                                        

2.1.1 GH5188(GH188)熔化溫度范圍  1300～1360℃[1]。

2.1.2 GH5188(GH188)熱導率  見表2-1。

2.1.3 GH5188(GH188)比熱容 見表2-2。

2.1.4 GH5188(GH188)線膨脹系數(shù) 見表2-3。

2.1.5 GH5188(GH188)熱擴散率見表2-4。

2.2 GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3[2]。

2.3 GH5188(GH188)電性能 合金電阻率見表2-5。

2.4 GH5188(GH188)磁性能 合金無磁性。

2.5 GH5188(GH188)化學性能 

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。

2.5.1.2 GH5188(GH188)GH5188、GP536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GP536。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)力學性能

GH5188(GH188)合金不同品種技術標準規(guī)定的性能見表3-1。

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

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 

4.3.1 GH5188(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。

4.3.2 GH5188(GH188)中板、薄板和帶材技

術標準規(guī)定，供應狀態(tài)的晶粒度應不粗于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。

五、GH5188(GH188)工藝性能與要求

5.1 GH5188(GH188)成形性能

5.1.1 GH5188(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。

5.1.2 GH5188(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，但其最小變形量應大于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板材供應狀態(tài)的杯突試驗擠壓深度為10.6～12.0mm[2]。

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，以氬弧焊連接效果最好，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。

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，而應采用復合堿酸洗工藝清除氧化皮。

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