GH2136(GH136)合金是一种Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,使用温度范围可达700℃以下。它是在GH2132合金基础上改进而成,通过调整锰、硅含量并提高钛、硼、碳含量,优化了长期高温使用中的组织稳定性和抗脆性相析出能力。其核心特性包括优异的高温强度、抗氧化性、耐腐蚀性及良好的加工性能,广泛应用于航空、航天、能源等领域。
化学成分
GH2136合金的化学成分经过精心设计,以确保其高温性能和稳定性:
镍(Ni):24.5%~28.5%,提升抗蠕变和抗氧化能力。
铬(Cr):13.0%~16.0%,增强耐腐蚀性,防止高温氧化损伤。
钛(Ti):2.40%~3.20%,促进沉淀硬化,提高强度。
钼(Mo):1.00%~1.75%,增强抗点蚀能力。
硼(B):0.005%~0.025%,强化晶界,提升高温韧性。
铁(Fe):余量,作为基体提供基本力学性能。
杂质控制:降低锰、硅含量以减少脆性相(如G相、σ相)析出,确保长期使用稳定性。
机械性能参数
GH2136合金在高温下表现出卓越的机械性能:
抗拉强度:约965 MPa
屈服强度:约550 MPa
延伸率:约25-30%
硬度:约235 HB
密度:约8.2 g/cm³
熔点:约1343℃
热膨胀系数:在20-100℃范围内,约13.8 × 10⁻⁶ /℃
热处理工艺
GH2136合金通过以下热处理工艺优化性能:
固溶处理:
温度:约980-1030℃
时间:1-4小时(根据材料厚度调整)
冷却方式:快速冷却(水淬或油淬),以保留高温下的均匀固溶状态。
时效处理:
温度:约650-750℃
时间:8-24小时(根据强化效果调整)
冷却方式:炉冷或空冷,控制强化相(如γ'相)的析出。
应用领域
GH2136合金因其优异性能,在多个领域得到广泛应用:
航空航天:
制造航空发动机涡轮盘、燃烧室、叶片等关键部件(工作温度650-700℃)。
用于火箭发动机燃烧室、喷管和涡轮泵,承受极端高温高压环境。
航天器:
制造航天器框架、隔热板、支撑结构等,确保极端环境下的稳定性。
能源与化工:
化工设备:反应器、热交换器、管道、阀门等,适应高温高压腐蚀环境。
核反应堆:燃料棒包壳、压力容器、蒸汽发生器等,保障核安全。
其他领域:
石油开采设备、高温催化剂载体等。
总结
GH2136合金通过其独特的Fe-Ni-Cr基体和沉淀硬化设计,结合优化的热处理工艺,在700℃以下高温环境中展现出卓越的强度、抗氧化性和耐腐蚀性。其广泛的应用领域和可加工性,使其成为航空、航天、能源及化工行业不可或缺的关键材料。未来,随着材料科学的进步,GH2136合金的性能将进一步提升,推动相关领域的技术创新。