GH113（GH131）高温合金热处理工艺

GH113高温合金

GH113（也称GH131）是一种以钨、钼、铌、氮等元素复合型固溶强化的高性能铁基高温合金。这种合金具有优异的高温性能、耐腐蚀和抗氧化性能，广泛应用于航空、航天、石油化工等领域。

化学成分

GH113的化学成分严格控制，以保证其优异的高温性能和耐腐蚀性能。以下是其典型化学成分（按重量百分比）：

· 碳（C）：≤0.10%

· 铬（Cr）：19.0% - 22.0%

· 镍（Ni）：25.0% - 30.0%

· 钨（W）：4.80% - 6.00%

· 钼（Mo）：2.80% - 3.50%

· 铁（Fe）：余量

· 铌（Nb）：0.70% - 1.30%

· 硼（B）：≤0.005%

· 锰（Mn）：≤1.20%

· 硅（Si）：≤0.80%

· 磷（P）：≤0.020%

· 硫（S）：≤0.020%

· 氮（N）：0.15% - 0.30%

物理性能

GH113在高温环境下表现出色，主要物理性能参数如下：

· 密度：8.2 g/cm³ - 8.33 g/cm³

· 熔点：1350 - 1400°C

· 热导率（20°C）：11.2 W/(m·K)

· 比热容（20°C）：400 J/(kg·K)

· 电阻率：1.373×10^-6Ω·m（14°C），1.443×10^-6Ω·m（500°C），1.357×10^-6Ω·m（1000°C）

机械性能

GH113在不同温度下保持较高的机械强度和稳定性。以下是其典型机械性能：

· 抗拉强度（20°C）：≥ 850 MPa

· 屈服强度（20°C）：≥ 550 MPa

· 延伸率（20°C）：≥ 20%

· 持久强度（650°C/1000h）：≥ 250 MPa

· 室温抗拉强度：≥350 MPa

· 室温屈服强度：≥750 MPa

· 室温延伸率：≥32%

热处理制度

GH113的热处理制度如下：

· 冷轧薄板、热轧板：1130～1170℃，空冷

· 棒材：1160℃±10℃，空冷

· 固溶处理温度范围：1100℃～1160℃

加工和热处理

GH113合金可以通过传统生产工艺制造和加工。在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁和无污染。具体加工和热处理要求如下：

· 热加工：热加工温度范围1200℃～950℃，冷却方式为水冷或快速空冷

· 冷加工：冷轧压下率为20%~30%，平整量为1%~3%

· 焊接：具有良好的焊接性能，可采用点焊、缝焊和氩弧焊等方法进行连接

表面处理工艺

合金薄板在软化热处理和成品热处理后，未清除板的氧化皮均需进行碱、酸洗，而对成品热处理的薄板进行碱、酸洗外，还要进行白化处理。

特殊要求

GH113合金主要用作火箭发动机高温部件。在航空发动机上，已制成加力燃烧室可调喷口壳体和调节片等零部件，并投入生产。与同类用途的镍基合金相比，合金的高温抗氧化性的组织稳定性较差，在700～900℃长期使用后室温塑性下降，成形性能变差。

应用领域

GH113因其优异的高温性能和耐腐蚀性能，广泛应用于以下领域：

· 航空航天：用于航空发动机和航天器中的高温部件，如涡轮叶片、燃烧室等

· 核工业：用于核电站的核反应堆和热交换器等关键部件

· 石油化工：用于石油化工设备中的裂解炉、催化裂化装置等高温场合

· 汽车工业：用于高性能发动机的关键部件，如排气阀、涡轮增压器等