高温合金GH2036卷板（1.2mm以上）百科解析

高温合金GH2036卷板（1.2mm以上）百科解析

简介
GH2036（旧牌号：GH36）是一种经典的铁-镍-铬基沉淀硬化型变形高温合金，以其出色的中温强度、抗疲劳性能和工艺适应性著称。其1.2mm以上厚度的卷板形式，兼具良好成形性与承载能力，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域的高温承力部件。

一、 核心化学成分（重量百分比 %）

镍 (Ni)： 约34.0 - 38.0%（基体元素，提供高温稳定性与奥氏体组织）

铬 (Cr)： 约11.5 - 13.5%（核心抗氧化、抗腐蚀元素，形成保护性氧化膜）

铁 (Fe)： 约余量（主要基体元素）

钼 (Mo)： 约1.1 - 1.4%（固溶强化，提高高温强度和蠕变抗力）

钨 (W)： 约1.1 - 1.4%（作用类似钼，协同强化）

碳 (C)： 约0.34 - 0.40%（关键元素，形成强化相碳化物）

钒 (V)： 约1.25 - 1.55%（主要强化元素，形成VC沉淀相）

铌 (Nb)： 约0.70 - 1.10%（形成碳氮化物强化相，细化晶粒）

锰 (Mn)： ≤ 0.50%（脱氧、改善热加工性）

硅 (Si)： ≤ 0.60%（脱氧剂）

磷 (P)、硫 (S)： ≤ 0.030%（严格控制的有害杂质）

铝 (Al)、钛 (Ti)： 微量（通常作为残余元素控制）

二、 关键性能特点

优异的中温强度与硬度： 在650°C - 750°C温度区间内，凭借VC、NbC等碳化物的沉淀强化，保持极高的抗拉强度、屈服强度和硬度，是其主要优势。

良好的抗疲劳性能： 尤其在高应力、低周疲劳条件下表现突出，适用于承受交变载荷的部件（如涡轮盘、紧固件）。

出色的抗氧化性能： 高铬含量使其在800°C以下空气环境中具有优良的抗氧化能力。

一定的抗蠕变性能： 在650°C - 750°C范围内具有一定的抗蠕变能力。

较好的热加工塑性与冷成形性： 相对于一些高合金化镍基高温合金，GH2036的热加工（锻造、轧制）和冷成形（卷板可进行适度弯曲、冲压）性能较好，利于制造复杂形状零件。

良好的焊接性能： 可采用氩弧焊、点焊等多种方法焊接，但焊后需进行适当的热处理以恢复性能。

三、 典型力学性能（参考值，具体取决于热处理状态）

室温：

抗拉强度 (Rm)： ≥ 885 MPa

屈服强度 (Rp0.2)： ≥ 590 MPa

断后伸长率 (A)： ≥ 15%

布氏硬度 (HB)： ~ 270 - 350

高温 (650°C)：

抗拉强度 (Rm)： ≥ 685 MPa

屈服强度 (Rp0.2)： ≥ 570 MPa

持久强度 (100h)： ≥ 245 MPa (典型值)

四、 核心工艺标准与要求（针对1.2mm以上卷板）

冶炼工艺：

通常采用 真空感应熔炼 + 电渣重熔 或 真空感应熔炼 + 真空自耗重熔 的双联工艺。确保成分均匀精确控制、气体含量（O, N, H）低、夹杂物少，保证材料纯净度和组织均匀性。

热加工 (轧制)：

加热制度： 严格控制加热温度（通常在1100°C - 1150°C范围）和保温时间，防止过热、过烧及元素过度烧损。

轧制变形： 需足够的变形量和合理的道次变形分配，以充分破碎铸态组织，细化晶粒。终轧温度控制对最终组织性能至关重要。

卷取： 热轧成卷需控制卷取温度和张力，避免板形不良（如翘曲、浪形）和内应力过大。

冷轧与热处理 (关键环节)：

固溶处理： 卷板通常在冷轧前或中间进行固溶处理（温度范围约1140°C - 1180°C，快速冷却如水淬）。目的是溶解碳化物，获得过饱和固溶体，为后续时效强化做准备，同时调整晶粒度。

冷轧： 对固溶态卷板进行适度冷轧变形（变形量根据最终厚度和性能要求精确控制），引入位错等缺陷作为时效沉淀的形核点，显著提升强化效果。

时效处理： 冷轧后的核心强化步骤。典型工艺为在660°C - 680°C保温12 - 16小时，然后空冷。此过程中VC等细小碳化物弥散析出，实现高强度、高硬度的峰值状态。

表面质量：

卷板表面应光滑清洁，无裂纹、折叠、结疤、氧化皮压入、分层等有害缺陷。通常要求酸洗或抛光处理。

尺寸与公差：

严格执行厚度（≥1.2mm）、宽度、长度（或卷内径/外径）及不平度（平直度）的公差要求。厚度均匀性是关键指标。

无损检测：

通常要求进行超声波探伤（检测内部缺陷如分层、夹杂）和表面渗透探伤或涡流探伤（检测表面裂纹等），确保材料内部和表面质量符合高标准。

五、 遵循的主要标准规范

中国国标/国军标/航标：

GB/T 14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》

GJB 1952A 《航空用高温合金冷轧薄板规范》

GJB 2612A 《航空用高温合金热轧板规范》

HB/Z 140 《航空用高温合金热处理工艺》

企业标准/技术协议： 具体采购时，供需双方会依据更详细的技术协议，规定成分精确范围、力学性能具体指标（如不同温度下的强度、持久/蠕变要求）、探伤级别、表面状态、特殊检验项目等。

六、 典型应用领域

航空发动机涡轮盘、承力环、紧固件（螺栓、螺母）

燃气轮机燃烧室部件、涡轮叶片（非最高温部分）

核能设备高温紧固件

石油化工高温高压螺栓、阀门部件

各类需要650°C - 750°C范围内高强度和抗疲劳性能的结构件

七、 选择与使用建议（采购视角）

明确工况要求： 精确了解部件的最高工作温度、受力状态（静载、动载、疲劳）、环境介质（氧化、腐蚀）等，确认GH2036是否适用。

严控标准与协议： 必须依据国标、国军标、航标或双方签订的技术协议进行采购验收，特别关注成分、力学性能（尤其是高温性能）、无损检测等级、热处理状态（时效处理至关重要）等核心条款。

关注工艺稳定性： 供应商的热处理（特别是时效）、轧制（温度、变形量控制）和表面处理能力是保证卷板性能一致性和可靠性的关键。

重视质量证明文件： 索取完整的质量证明书（包括熔炼炉号、化学成分、力学性能实测值、热处理记录、无损检测报告等），确保可追溯性。

考虑加工与焊接性： GH2036虽成形性相对较好，但仍属难加工材料，需注意冷加工硬化倾向。焊接需采用合适工艺及焊后热处理。

总结： GH2036高温合金卷板（1.2mm以上）凭借其独特的中温强化机制和良好的综合性能，是650°C - 750°C关键承力部件的优选材料。采购时需深刻理解其成分-性能-工艺-标准的紧密关联性，严格把控质量源头，确保材料满足高温、高应力、长寿命的严苛服役要求。