高温合金GH3030介绍
GH3030 是早期发展的80Ni-20Cr固溶强化型高温合金,化学成分简单,在800℃以下具有满意的热强性和高的塑性,并具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。合金经固溶处理后为单相奥氏体,使用过程中组织稳定。主要产品是冷轧薄板,也可以供应棒材、环件、丝材和管材等变形产品。主要用于800℃以下工作的涡轮发动机燃烧室部件和在1100℃以下要求抗氧化但承受载荷很小的其他高温部件
GH3030 材料牌号 GH3030(GH30)
GH3030 相近牌号 ЭИ435,XH78T(俄罗斯)
GH3030 材料的技术标准
GJB 1952-1994《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GJB 2297-1995《航空用高温合金冷拔(轧)无缝管规范》
GJB 2611-1996《航空用高温合金冷拉棒材规范》
GJB 2612-1996《航空用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3020-1997《航空用高温合金环坯规范》
GJB 3317-1998《航空用高温合金热轧板规范》
GJB 3318-1998《航空用高温合金冷轧带材规范》
GJB 3165-1998《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》
GJB 3167-1998《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》
GB/T 15062-1994 《一般用高温合金管》
GH3030 化学成分
C | Cr | Ni | Ti | Al | Fe | Mn | Si | P | S |
不大于 |
≤0.12 | 19.0~22.0 | 余 | 0.15~0.35 | 0.15 | 1.5 | 0.7 | 0.8 | 0.03 | 0.02 |
注:.棒材和环坯标准规定,ω(Cu)≤0.20%。
热轧板、冷轧板、冷轧带、管材、丝材和冷镦用冷拉丝材标准规定,ω(Fe)≤1.00%,ω(P)≤0.015%,ω(S)≤0.010%,ω(Pb) ≤0.001%,ω(Cu)≤0.007%。
GH3030 热处理制度 固溶温度为980~1020℃,冷却方式对热轧板、冷轧薄板和环坯均为空冷,冷镦用丝材和冷拉棒材为水冷或空冷,管材为水冷。
GH3030 品种规格和供应状态 可生产各种规格的变形产品,棒材和环坯不经热处理交货;热轧板和冷轧薄板及管材经固溶和酸洗后供应;焊丝于冷拉状态、固溶和酸洗状态或半硬态成盘状交货;冷镦用丝材于固溶、酸洗状态成盘状或直条状、固溶直条状磨光或冷拉状态交货;管材于固溶、酸洗状态交货;冷拉棒以退火、退火加酸洗、退火加磨光或冷拉状态交货。
GH3030 熔炼和铸造工艺 电弧炉熔炼或电弧炉熔炼加电渣重熔或真空电弧重熔,非真空感应炉加电渣熔或真空电弧炉重熔或真空双联工艺。
GH3030 应用概况与特殊要求 该合金已在航空发动机上经过了长期使用考验,主要用于燃烧室和加力燃烧室零部件以及机匣安装边等零部件。
GH3030 物理及化学性能
GH3030 热性能
GH3030 熔化温度范围 1374~1420℃。
GH3030 热导率 。
GH3030 比热容 。
2.1.4 GH3030线膨胀系数。
2.1.5 GH3030黑度
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(m·℃)) | 15.1 | 16.3 | 18.0 | 19.3 | 20.9 | 22.2 | 23.4 | 25.1 | 26.4 |
θ/℃ | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
c/(J/(kg.K)) | 565.2 | 598.7 | 674.1 | 741.1 | 820.6 | 971.3 |
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 |
α/10-6℃-1 | 12.8 | 13.5 | 14.3 | 15.0 | 15.5 | 16.1 | 17.0 | 17.5 | 18.0 |
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
黑度① | 0.17 | 0.17 | 0.18 | 0.18 | 0.19 | 0.27 | 0.51 | 0.52 | 0.53 |
①为全辐射黑度(空气中试验)。
GH3030密度 ρ=8.4g/cm3[1]。
GH3030电性能 不同温度的电阻率
θ/℃ | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
ρ/(10-6Ω.m) | 1.090 | 1.099 | 1.108 | 1.117 | 1.127 | 1.153 | 1.135 | 1.126 | 1.123 |
GH3030磁性能 合金无磁性。
GH3030化学性能
GH3030抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率。
θ/℃ | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
氧化速率/(g/(m2.h)) | 0.0535 | 0.1560 | 0.3905 | 0.5810 |
GH3030合金在高温下氧化腐蚀深度。
θ/℃ | 氧化腐蚀深度/mm | θ/℃ | 氧化腐蚀深度/mm |
500h | 1000h | 1500h | 3000h | 10000h | 500h | 1000h | 1500h | 3000h | 10000h |
900 | 0.002 | 0.003 | --- | 0.006 | 0.009 | 1000 | 0.0075 | 0.0085 | --- | 0.014 | 0.019 |
950 | 0.0045 | 0.006 | 0.007 | 0.0095 | 0.013 | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
GH3030力学性能
优质棒材技术标准规定的性能。
标准号 | 品种 | 试样状态 | σb/MPa | δ5/% | σb/MPa | δ5/% |
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20℃ | 700℃ |
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不小于 |
GJB 1952-1994 | 冷轧薄板 | 980~1020℃,空冷 | 685 | 30 | 295 | 30 |
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GJB 2611-1996 | 冷拉棒 | 980~1020℃,水(空)冷 | 685 | 30 | - | - |
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GJB 2297-1995 | 冷拉管 | 980~1020℃,水冷 | 635① | 35① | 295 | 30 |
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GJB 3020-1997 | 环坯 | 980~1020℃,空冷 | 635② | 30② | - | 30② |
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GJB 3317-1998 | 热轧板 | 980~1020℃,空冷 | 685 | 30 | 295 | 30 |
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GJB 3318-1998 | 冷轧带 | 980~1020℃,空冷 | 685③ | 30③ | - | - |
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GJB 3165-1998 | 棒材 | - | - | - | - | - |
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GJB 3167-1998 | 冷镦用丝 | 980~1020℃,水(空)冷 | ≤785 | ≥30 | - | - |
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GB/T 15062-1994 | 管材 | 980~1020℃,水冷 | 590 | 35 | - | - |
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注:①外径>30mm,壁厚>3.0mm管材的室温σb≥590MPa,δ5≥30%。
②环坯性能供参考。
③δ≤0.25mm带材的室温σb≥615MPa,δ5≥实测。
GH3030组织结构
相变温度
时间-温度-组织转变曲线
合金组织结构 经1000℃固溶处理后为单相奥氏体组织,间有少量TiC和Ti(CN)。700~800℃长期时效后,析出Cr7C3型碳化物,析出量少,对合金性能影响不大。
GH3030工艺性能与要求
成型性能
钢锭锻造开坯装炉温度不高于800℃,加热温度为1180~1200℃,终锻温度不低于900℃,一次加热的变形程度为50%,板材热轧加热温度有1160~1180℃,冷轧压率为30%左右。
反复弯曲及杯突性能。
试样厚度/mm | 试样状态 | 反复弯曲次数 | 杯突深度/mm |
1.5 | 980~1020℃,空冷 | 27 | 11.0 |
冲压性能。
深冲 | 翻边 | 压窝(平头) | 压窝(球头) | 弯曲 |
极限深冲系数 | 工作深冲系数 | 极限翻边系数 | 工作翻边系数 | 极限平冲系数 | 工作平冲系数 | 极限球压系数 | 工作球压系数 | 最小弯曲半径 | 工作弯曲系数 |
2.07 | 1.73 | 1.72 | 1.46 | 0.3 | 0.26 | 0.45 | 0.40 | 1δ① | 1.5δ① |
① δ为板材厚度(mm)。
焊接性能 合金焊接性能优良,可进行氩弧焊、点焊、缝焊和钎焊。氩弧焊时熔池流动性和成形性能均良好,裂纹倾向性小;接触焊时有较宽的规范参数范围。该合金可与1Cr18Ni9Ti、GH1140、GH3039、GH3044、GH3128等合金组合进行焊接。
手工氩弧焊(对接)规范。
厚度/mm | 焊前状态 | 焊丝 | 电流/A | 电压/V | 气体流/(L/min) | 钨极直径/mm |
牌号 | 直径/mm |
1.0 | 固溶 | HGH3030 | 1.0~1.6 | 40~70 | 10~15 | 4~6 | 1.6 |
1.5 | 1.6~2.0 | 60~90 | 10~15 | 5~7 | 2.0 |
1.8 | 1.6~2.0 | 70~110 | 10~15 | 6~8 | 2.0 |