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GH5188(GH188)
一、GH5188(GH188)概述

    GH5188是固溶強(qiáng)化型鈷基高溫合金，加入14%的鎢固溶強(qiáng)化，使合金具有優(yōu)良的高溫?zé)釓?qiáng)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(jī)上在980℃以下要求高強(qiáng)度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天發(fā)動機(jī)和 航天飛機(jī)上使用?？缮a(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 Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美國),KCN22W(法國)。

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

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(shù)條件》

Z9 132-1999 《焊接用GH188合金冷拉絲材技術(shù)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(shù)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(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

≤0.015

0.03～0.12

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?xì)鉁u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(jī)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℃[1]。

2.1.2 GH5188(GH188)熱導(dǎo)率  見表2-1。

 表2-1[2]

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

27.88

29.06

2.1.3 GH5188(GH188)比熱容 見表2-2。

  表2-2[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[2]

θ/℃

20～100

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

20～700

20～800

20～900

20～1000

α/10-6℃-1

11.8

12.4

12.9

13.4

13.7

14.4

14.8

15.2

15.7

16.2

2.1.5 GH5188(GH188)熱擴(kuò)散率見表2-4。

表2-4[2]

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

5.20

5.30

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。

 表2-5[2]

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

1.199

1.204

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[2]

θ/℃

900

1000

1100

氧化速率/(g/m2·h)

0.021～0.034

0.081～0.098

0.125～0.128

2.5.1.2 GH5188(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?xì)馑俣葹?m/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。

1

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(jìn)行。

② 試制時拉伸試驗結(jié)果供參考。

3四、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) 

4.3.1 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(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


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